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上海硅酸盐所史迅副研究员获得国际热电协会Young Investigator Award

发布时间: 2010-06-12 14:24 | 【 【打印】【关闭】

在第29届国际热电会议上,中国科学院上海硅酸盐研究所史迅副研究员获颁Young Investigator Award。该奖由国际热电研究领域专家提名推荐,考察青年科技工作者博士毕业5年内在热电领域所做的研究及贡献,由国际热电学会(International Thermoelectric Society, ITS)组织专家组成评审委员会进行评审和表决产生,每年最多入选一人。

史迅2001年底进入上海硅酸盐所攻读博士学位,跟随导师陈立东研究员从事热电材料的研究,2004年跟随张文清研究员学习第一性原理计算,2005年获工学博士学位。2005年11月进入美国密歇根大学物理系Ctirad Uher教授课题组,从事博士后研究工作,2007年10月进入美国Optimal公司,进行热电材料研究工作。2010年进入上海硅酸盐所工作。

热电转换技术作为一种新型的清洁能源技术近几年在国际上受到瞩目,尤其在特制电源、工业废热余热利用,以及综合高效利用太阳能等方面具有重要的应用前景。史迅的研究工作主要集中在先进热电转换材料的设计、制备、性能测量与表征、以及物理机理分析等。

以CoSb3为代表的笼状化合物被认为是一种理想化的“电子晶体-声子玻璃”热电材料。他采用第一性原理计算了碱金属、碱土金属和稀土金属填充CoSb3方钴矿的热力学状态和填充量极限,发现了决定填充离子填充量的本质因素,并提出了一个填充选择规则,预测了一些新型填充材料的存在,随后在实验上得到了证实。该研究为寻找新型填充方钴矿化合物以及研究方钴矿化合物的热电传输特性控制提供了理论依据。同时,结合理论计算,提出在笼状化合物的空洞中引入具有不同频率分布的多种填充原子,从而散射尽可能多的晶格声子,提高材料的热电性能,材料的ZT在双填充体系中达到了1.4,在多填充体系中达到了1.7,为该材料体系中的最高值,具有广泛的市场价值。该部分研究结果已申请多项专利,并发表在Phys. Rev. Lett., Phys. Rev. B, Acta Mater.,和App. Phys. Lett.上。(http://prl.aps.org/abstract/PRL/v95/i18/e185503http://prb.aps.org/abstract/PRB/v75/i23/e235208http://www.actamat.org/article/S1359-6454(07)00855-5/abstracthttp://apl.aip.org/applab/v92/i18/p182101_s1

他系统地研究了过渡金属掺杂的clathrate材料,研究发现所有过渡金属掺杂满足Zintl-Klemm规则,并且它们都是窄带半导体。基于这个基础,预测和设计了一系列的新型clathrate材料,它们的能带大小可以通过过渡金属的含量来调节,性能测试表明该新型材料具有反常的大热电势和电子迁移率,从而极大地提高了材料的电传输性能。同时,由于合金化的作用,该材料的热导率得到了显著降低。在室温以上,材料的热电性能提高了超过200%,在高温时, 材料的热电性能提高了50%。该研究成果发表在Advanced Functional Materials上(http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext/123282563/HTMLSTART)。

国际热电协会主席Thierry Caillat研究员和ICT2010组织委员会执行主席陈立东研究员为史迅颁发“The Young Investigator”奖