【本站訊】4月初，物理與電子信息學院2023級碩士研究生郭倩為第一作者，物理與電子信息學院趙銀昌教授和戴振宏教授為通訊作者，煙臺大學為第一單位，在國際物理權(quán)威期刊《Physical Review B》發(fā)表題為“強四次非諧性導致Li2AgSb具有超低晶格熱導率”的論文。
據(jù)悉，《Physical Review B》是APS（美國物理學會）于1970年創(chuàng)立的期刊，也是國際物理學界最權(quán)威的綜述性評論期刊，是自然指數(shù)（Nature Index）指定收錄的期刊之一，涵蓋凝聚態(tài)、材料物理學和相關(guān)子領(lǐng)域各方面內(nèi)容，是凝聚態(tài)物理學領(lǐng)域引用率最高的期刊，其內(nèi)容兼具深度和廣度，為全球科學家正在進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家自然科學基金項目和山東省自然科學基金重大基礎研究項目支持。
郭倩主持學術(shù)小組會議
在熱電材料研究中，降低晶格熱導率是提升能量轉(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)、電導率和熱導率的協(xié)同優(yōu)化，晶格熱導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率的新型材料，對于推動廢熱回收、固態(tài)制冷等應用具有重要意義。郭倩所在的物電學院計算材料模擬與設計團隊聯(lián)合清華大學研究團隊，在反Heusler化合物Li2AgSb的熱電輸運性質(zhì)研究中取得重要進展。他們通過第一性原理計算，結(jié)合自洽聲子理論、壓縮感知技術(shù)和玻爾茲曼輸運理論，深入研究了反Heusler化合物Li?AgSb的熱電輸運性質(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的共同作用，其聲子譜頻率范圍顯著擴展，并形成多個帶隙。這些帶隙限制了部分三聲子散射通道，同時增強了四聲子散射過程，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，團隊發(fā)現(xiàn)三階非諧效應也對材料熱導率具有顯著影響。
郭倩（右五）和物理與電子信息學院計算材料模擬與設計團隊成員
回顧自己的研究生生涯和科研旅程，郭倩說：“這項研究的順利完成，得益于學校和學院提供的優(yōu)質(zhì)科研平臺以及導師們的悉心指導。趙銀昌教授和戴振宏教授在理論計算和數(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模擬等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，導師們的專業(yè)指導讓我高效地推進研究。團隊開放包容的科研氛圍以及與清華大學研究組的深入交流，為我的學術(shù)成長提供了重要幫助?！?/p>
這項研究的完成歷時一年，期間郭倩克服了諸多挑戰(zhàn)，面對大規(guī)模計算需求，她通過算法優(yōu)化顯著提升了計算效率；針對四聲子散射量化這一前沿難題，她運用壓縮感知技術(shù)，首次在該材料體系中實現(xiàn)了四聲子散射貢獻的精確量化；當理論預測與實驗數(shù)據(jù)存在差異時，她系統(tǒng)性地排查并修正了自旋軌道耦合效應的影響，使計算結(jié)果更加準確可靠。對于這項研究成果的取得，導師戴振宏教授認為關(guān)鍵因素在于郭倩在研究過程中表現(xiàn)出認真的態(tài)度和踏實的工作作風，能夠較好地完成各項研究任務，郭倩的研究成果對于理解具有超低晶格熱導率的新型熱電材料的性質(zhì)具有一定的參考價值。
在煙臺大學求學的過程中，郭倩通過參加學術(shù)會議等方式了解學科發(fā)展動態(tài)，并在實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)從事計算材料學領(lǐng)域研究，探索更多高性能熱電材料的微觀機制，推動理論成果向?qū)嶋H應用轉(zhuǎn)化。
物理與電子信息學院計算材料模擬與設計團隊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。近五年，以學生為第一作者，團隊在國際知名期刊上發(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14.9）和《Advanced Functional Materials》1篇論文（影響因子高達19.6）。
來稿時間：4月9日 審核：丁峰 責任編輯：孫艷
