2022年4月28日下午，量子材料与器件研究中心邀请西华大学张勤勇教授、同济大学李文教授和哈尔滨工业大学刘紫航教授在虎溪校区LE423线上线下同步开展了“量子前沿”系列学术讲座之热电材料专题讲座。学校相关专业师生、其他高校院所相关研究人员参加了此次报告会。
首先，张勤勇教授提出了一种新的具有阶梯形陶瓷板的嵌入式热电器件，即将热端金属电极和部分热电腿嵌入至陶瓷板的盲孔中。并以中温half-Heusler (HH)材料构建的热电器件为例，采用有限元分析方法系统研究了器件结构、尺寸对其热应力分布、输出性能及疲劳寿命的影响；阐明了嵌入式的结构与传统T型器件相比，不仅明显降低了热应力对热端金属电极的破坏，而且其峰值输出功率也比传统式平面热电器件高了6.3%至22.2%。同时，在热交变环境下，嵌入式器件表现出了更好的抗热疲劳性能，其关键位置的最小失效循环次数比传统T型器件高出15-70%。
接着，李文教授详细介绍了一种潜在的高性能热电材料——立方IV-VI族材料。研究发现，这种材料具有多价带特征且价带间能量差较小，可为能带工程提升热电性能提供自由度。李文教授团队通过化学组成设计调控能带结构增加能带简并度、解耦电子输运性质提升电输运性能；进而引入间隙点缺陷及位错线缺陷有效散射声子降低晶格热导率，实现IV-VI族材料热电性能的显著提升。诠释了通过化学组成、缺陷调控电子结构及其声子散射提升材料热电性能的有效途径。
