报告人：樊震（中国科学院物理研究所）

时 间：2026年5月18日(周一)上午10：00-12：00

地 点：理学楼B203会议室

摘要：

热电材料与器件可实现热能与电能的直接相互转换，在深空探测、国防军事、固态制冷、精准热管理和余热回收等领域发挥关键作用；其中，高性能近室温区热电材料探索开发及其器件研制具有重要价值[1-4]。本报告将针对近室温区新型高效热电材料与器件应用的关键科学问题，介绍从材料多尺度结构调控到器件构筑与性能测试的全链条研究。我们在n型Mg3(Sb,Bi)2材料体系引入镁离子输运调控自由度，原创提出“局域反应-全局扩散”策略，通过热压成型过程中“过渡金属-基体”原位反应诱导镁离子全局扩散，实现晶界和材料内部镁空位缺陷原位修复，在多晶样品中实现媲美/超越单晶的电性能，构筑的全镁基热电发电器件在315 K温差实现12.8%的转换效率和1.05 W cm-2的输出功率密度，制冷器件在室温下最大制冷温差可达70 K [1,5]；针对p型(Bi,Sb)2Te3材料，通过晶格缺陷调控方法实现了热电性能与机械性能的协同提升，搭配n型Mg3(Sb,Bi)2构筑的发电器件在300 K温差下实现了10.0%的转换效率；研究结果展示了上述高性能近室温区热电材料与器件的应用潜力[1-5]。

References:

[1] Z. Fan, Y. Wang, T. Lu et al., Sci. Bull. 71, 1043-54 (2026).

[2] Q. Zhao, Z. Fan, Y. Wang et al., J. Materiomics 101090 (2025).

[3] Q. Liu, Q. Zhao, Z. Fan et al., J. Mater. Chem. A 14, 17328 (2026).

[4] Q. Zhang, Z. Fan, X. Zhang et al. Mater. Today Phys. 54, 101733 (2025).

[5] K. Guo, T. Wang, Z. Fan et al., Phys. Rev. X Accepted (2026).

简历：

樊震博士，2014年本科、2017年硕士毕业于大连理工大学能源与动力工程学院，2023年于英国格拉斯哥大学化学系博士毕业后在中国科学院物理研究所开展博士后研究，长期从事固态能源材料先进合成方法、结构物理化学、储能及热电转换应用实验研究。当前主要研究方向为近室温区高性能热电材料的电热输运调控机理与相关器件应用，代表性成果包括：开发了基于离子输运自由度的n型Mg3(Sb,Bi)2热电材料缺陷调控方法，提出“局域反应-全局扩散”策略实现镁空位缺陷精准快速修复，建立了高性能材料缺陷结构与电热输运性质之间的构效关系；基于晶格缺陷调控合成方法，实现了p型(Bi,Sb)2Te3材料的热电性能与机械性能协同提升；构筑了多种类型热电发电与制冷器件，验证并展现了高性能热电材料在近室温区发电与固态制冷方向的应用潜力等。在Sci. Bull.、Green Chem.、J. Mater. Chem. A、Nat. Commun.、PRX等杂志发表论文29篇。

联系方式：zhiweiwang@bit.edu.cn

邀 请 人：王秩伟 教授

网 址：http://physics.bit.edu.cn/

承办单位：物理学院、先进光电量子结构设计与测量教育部重点实验室