报告题目: 基于序参量短程有序化的高性能铁电/热电材料

报 告 人：武海军 博士，西安交通大学 教授，新加坡李光耀博士后研究员

联系方式：15829286473; wuhaijunnavy@xjtu.edu.cn

报告时间和地点：5月26日下午2点，北航IRC楼425会议室

报告摘要：

 铁电/热电材料可将广泛存在的机械能/热能转换成电能。材料中电偶极子和声子的长程有序使其对外场的静态性能优异但动态响应不佳，申请人通过调控点缺陷实现长程序参量的短程化，以优化材料动态响应：（1）利用材料因元素挥发所产生的本征空位，在长程基体中形成短程有序的纳米畴，其短程有序的二维畴界有利于电偶极子在两相间灵活旋转，据此制备的无掺杂NaNbO₃薄膜的压电系数是性能报道最高的无铅薄膜的四倍、是性能报道最高的铅基薄膜的两倍，为高性能无铅压电薄膜开辟了新途径，如图A所示；（2）通过固溶置换原子来调控相的稳定性，彻底打破长程基体的束缚，形成多相共存的短程有序畴，电偶极子可在低能垒的共存相之间灵活旋转，实现了无铅压电陶瓷压电敏感性和热稳定性的协同提升，在Ca和Sn固溶的BaTiO₃陶瓷中获得了室温附近30 ^oC的宽温域内压电系数d₃₃>600 pC/N（之前文献记录，此性能只有一个温度点），如图B所示；（3）通过点缺陷从局域上扰乱晶格的长程谐振性来散射声子，同时调控电子结构来优化载流子长程输运，从电子和原子层次解耦热电输运参数，协同优化了热电材料中强耦合的电声输运性能，获得了极宽温域的高热电性能，在K掺杂、S固溶的PbTe中实现了热电优值ZT>2的温域从50 ^oC提升到250 ^oC，创造了当时平均ZT值的最高记录1.56，如图C所示。这些研究为提升功能材料动态响应提供了新思路。

报告人简介：

 武海军博士，西安交通大学教授，新加坡李光耀博士后研究员（Lee Kuan Yew Postdoctoral Fellowship），博士毕业于新加坡国立大学材料系（2019.4），学士（2009）和硕士（2012）毕业于西安交通大学。荣获李光耀博士后基金（18万新币，2019）、新加坡总统奖学金（2017）、国家自费留学生奖（2018）、国际电镜协会青年科学家（IFSM Young Scientists ，2018）和中国热电协会青年科学家（2014）。研究课题是运用先进电子显微镜技术研究功能材料的性能、结构和机理关系，所涉及的功能材料包括铁电/压电材料、热电材料、功能氧化物界面等。在上述领域共发表SCI收录论文108篇，其中以（共同）第一或通讯作者身份发表61篇（其中IF>10的文章44篇），包括Science (1), Nat. Commun. (3), Adv. Mater. (3), J. Am. Chem. Soc. (JACS, 8), PNAS (1), Energy Environ. Sci. (EES, 7), Adv. Energy/Funct. Mater./Adv. Sci. (7)等，其中ESI高被引论文20篇，SCI引用>100的文章21篇，SCI总被引6180次，SCI他引4680次，H因子43 (WOS ResearcherID: B-8598-2016)。研究工作被Science的Insights专栏报道、Science以摘选图片的形式进行了亮点报道、Nature文章在摘要中高度评价等。