【本站訊】4月初，物理與電子信息學(xué)院2023級(jí)碩士研究生郭倩為第一作者，物理與電子信息學(xué)院趙銀昌教授和戴振宏教授為通訊作者，煙臺(tái)大學(xué)為第一單位，在國(guó)際物理權(quán)威期刊《Physical Review B》發(fā)表題為“強(qiáng)四次非諧性導(dǎo)致Li2AgSb具有超低晶格熱導(dǎo)率”的論文。
據(jù)悉，《Physical Review B》是APS（美國(guó)物理學(xué)會(huì)）于1970年創(chuàng)立的期刊，也是國(guó)際物理學(xué)界最權(quán)威的綜述性評(píng)論期刊，是自然指數(shù)（Nature Index）指定收錄的期刊之一，涵蓋凝聚態(tài)、材料物理學(xué)和相關(guān)子領(lǐng)域各方面內(nèi)容，是凝聚態(tài)物理學(xué)領(lǐng)域引用率最高的期刊，其內(nèi)容兼具深度和廣度，為全球科學(xué)家正在進(jìn)行的研究提供背景和內(nèi)容支持。本次所刊發(fā)成果的研究工作獲國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和山東省自然科學(xué)基金重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目支持。
郭倩主持學(xué)術(shù)小組會(huì)議
在熱電材料研究中，降低晶格熱導(dǎo)率是提升能量轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵策略之一。熱電材料的性能取決于其塞貝克系數(shù)、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率的協(xié)同優(yōu)化，晶格熱導(dǎo)率的降低能夠有效減少熱耗散，從而提高熱電轉(zhuǎn)換效率，因此，探索具有超低晶格熱導(dǎo)率的新型材料，對(duì)于推動(dòng)廢熱回收、固態(tài)制冷等應(yīng)用具有重要意義。郭倩所在的物電學(xué)院計(jì)算材料模擬與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，在反Heusler化合物L(fēng)i2AgSb的熱電輸運(yùn)性質(zhì)研究中取得重要進(jìn)展。他們通過第一性原理計(jì)算，結(jié)合自洽聲子理論、壓縮感知技術(shù)和玻爾茲曼輸運(yùn)理論，深入研究了反Heusler化合物L(fēng)i?AgSb的熱電輸運(yùn)性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，Li?AgSb由于原子質(zhì)量差異、鍵合特性及原子振動(dòng)的共同作用，其聲子譜頻率范圍顯著擴(kuò)展，并形成多個(gè)帶隙。這些帶隙限制了部分三聲子散射通道，同時(shí)增強(qiáng)了四聲子散射過程，從而顯著提升了材料的高階非諧性。通過引入氣泡圖修正聲子自能，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)三階非諧效應(yīng)也對(duì)材料熱導(dǎo)率具有顯著影響。
郭倩（右五）和物理與電子信息學(xué)院計(jì)算材料模擬與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員
回顧自己的研究生生涯和科研旅程，郭倩說：“這項(xiàng)研究的順利完成，得益于學(xué)校和學(xué)院提供的優(yōu)質(zhì)科研平臺(tái)以及導(dǎo)師們的悉心指導(dǎo)。趙銀昌教授和戴振宏教授在理論計(jì)算和數(shù)據(jù)分析方面給予了我全方位支持，特別是在高階非諧性建模和聲子輸運(yùn)模擬等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，導(dǎo)師們的專業(yè)指導(dǎo)讓我高效地推進(jìn)研究。團(tuán)隊(duì)開放包容的科研氛圍以及與清華大學(xué)研究組的深入交流，為我的學(xué)術(shù)成長(zhǎng)提供了重要幫助。”
這項(xiàng)研究的完成歷時(shí)一年，期間郭倩克服了諸多挑戰(zhàn)，面對(duì)大規(guī)模計(jì)算需求，她通過算法優(yōu)化顯著提升了計(jì)算效率；針對(duì)四聲子散射量化這一前沿難題，她運(yùn)用壓縮感知技術(shù)，首次在該材料體系中實(shí)現(xiàn)了四聲子散射貢獻(xiàn)的精確量化；當(dāng)理論預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在差異時(shí)，她系統(tǒng)性地排查并修正了自旋軌道耦合效應(yīng)的影響，使計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。對(duì)于這項(xiàng)研究成果的取得，導(dǎo)師戴振宏教授認(rèn)為關(guān)鍵因素在于郭倩在研究過程中表現(xiàn)出認(rèn)真的態(tài)度和踏實(shí)的工作作風(fēng)，能夠較好地完成各項(xiàng)研究任務(wù)，郭倩的研究成果對(duì)于理解具有超低晶格熱導(dǎo)率的新型熱電材料的性質(zhì)具有一定的參考價(jià)值。
在煙臺(tái)大學(xué)求學(xué)的過程中，郭倩通過參加學(xué)術(shù)會(huì)議等方式了解學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，并在實(shí)踐探索中不斷提升科研水平。談到未來規(guī)劃，她表示，將繼續(xù)從事計(jì)算材料學(xué)領(lǐng)域研究，探索更多高性能熱電材料的微觀機(jī)制，推動(dòng)理論成果向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化。
物理與電子信息學(xué)院計(jì)算材料模擬與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)由戴振宏教授與趙銀昌教授領(lǐng)銜，已培養(yǎng)12名碩士研究生，3次榮獲山東省研究生創(chuàng)新成果獎(jiǎng)。近五年，以學(xué)生為第一作者，團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊上發(fā)表論文60余篇，其中包括自然指數(shù)期刊《Physical Review B》5篇力作，《Physical Review Applied》1篇佳作，SCI一區(qū)TOP雜志《npj Computational Materials》1篇高影響力論文（影響因子超過11），《Journal of Materials Chemistry A》2篇論文（影響因子超過11），《Materials Today Physics》1篇論文（影響因子超過10），《Energy & Environmental Materials》1篇論文（影響因子高達(dá)14.9）和《Advanced Functional Materials》1篇論文（影響因子高達(dá)19.6）。
來稿時(shí)間：4月9日 審核：丁峰 責(zé)任編輯：孫艷
