2024年8月12日上午10時30分，由我院主辦的“喻園·育芯”講壇第77期在光電信息大樓D754會議室順利舉行。本次講壇由我院徐明教授主持，邀請了德國亞琛工業大學的餘願博士為我校師生帶來題為《Thermoelectrics by design: metavalent bonding and structural defects》的相關報告。我校6774澳门永利院長缪向水教授、楊蕊教授等參加了此次講座。

餘願博士首先介紹了熱電材料基本概念，主要涉及塞貝克、佩爾貼和湯姆遜三種效應，可以實現餘熱回收以及固态制冷，為能源危機和環境污染提供可持續的解決方案。熱電材料的電導率取決于載流子的濃度以及遷移率，同時晶格熱振動時聲子的傳播速度也是影響熱電材料效率的重要一環，是主要的散射機制之一。因而電子運動快而聲子傳播慢的材料是理想的熱電材料。

接着餘願博士詳細介紹了原子探針層析成像（APT）技術，這一技術提供了表征化學鍵和晶格缺陷的獨特組合，是研究熱電材料的有力工具。通過将納米尺度探針上的原子進行電離，可以定性觀察化學鍵的強弱，從而區分不同的成鍵機制。通過APT，餘願博士發現許多高性能硫系熱電化合物單次能夠電離多個原子，這種“多事件概率（PME）”的異常高值（>60%）将其鍵合機制與其他傳統機制區分開來，闡述了元價鍵（MVB）的存在性以重要性。

由于APT具有較高的空間和化學分辨率，因此還可以檢測到邊界處化學鍵的局部變化以及化學沉澱物的作用。這使得研究人員能夠更好地理解材料内部鍵合在調節電子和聲子在單個缺陷上的輸運中的重要作用。這些結果反過來又為通過操縱局部化學鍵來調整熱電性質提供了見解。

本次講座結束後，餘願博士與徐明、楊蕊教授以及同學們就講座相關問題進行了深入探讨。本次講座，加深了同學們對熱電材料以及鍵合機制的了解，特别是通過APT這一表征技術，對熱電材料設計中一些未知領域的探索有着關鍵意義。

報告人介紹：

餘願于2012年和2017年獲得合肥工業大學學士與博士學位。于2018-2022年在德國亞琛工業大學從事博士後研究工作，合作導師為德國科學院院士Matthias Wuttig教授。于2022年起在亞琛工大擔任課題組長（Group Leader），領導一支來自多國的研究人員從事熱電材料、相變材料、超價鍵（metavalent bonding）、以及三維原子探針（APT）技術等相關工作。迄今共計發表SCI論文85篇，總計被引用3500次，H因子32.以通訊和第一/共一作者在Science，Nat. Mater. ，Nat. Commun.(2) ，The Innovations，Mate. Today，Energy Environ. Sci.(2)，J. Am. Chem. Soc.(2)，Adv. Energy Mater.(4)，Adv. Funct. Mater.(10)，Device等期刊發表論文44篇。擔任包括Science在内的幾十種知名期刊審稿人，擔任中國科技期刊卓越行動計劃高起點期刊Nano Research Energy以及金屬學報英文版的青年編委。