2024年8月12日上午10时30分，由我院主办的“喻园·育芯”讲坛第77期在光电信息大楼D754会议室顺利举行。本次讲坛由我院徐明教授主持，邀请了德国亚琛工业大学的余愿博士为我校师生带来题为《Thermoelectrics by design: metavalent bonding and structural defects》的相关报告。我校集成电路学院院长缪向水教授、杨蕊教授等参加了此次讲座。

余愿博士首先介绍了热电材料基本概念，主要涉及塞贝克、佩尔贴和汤姆逊三种效应，可以实现余热回收以及固态制冷，为能源危机和环境污染提供可持续的解决方案。热电材料的电导率取决于载流子的浓度以及迁移率，同时晶格热振动时声子的传播速度也是影响热电材料效率的重要一环，是主要的散射机制之一。因而电子运动快而声子传播慢的材料是理想的热电材料。

接着余愿博士详细介绍了原子探针层析成像（APT）技术，这一技术提供了表征化学键和晶格缺陷的独特组合，是研究热电材料的有力工具。通过将纳米尺度探针上的原子进行电离，可以定性观察化学键的强弱，从而区分不同的成键机制。通过APT，余愿博士发现许多高性能硫系热电化合物单次能够电离多个原子，这种“多事件概率（PME）”的异常高值（>60%）将其键合机制与其他传统机制区分开来，阐述了元价键（MVB）的存在性以重要性。

由于APT具有较高的空间和化学分辨率，因此还可以检测到边界处化学键的局部变化以及化学沉淀物的作用。这使得研究人员能够更好地理解材料内部键合在调节电子和声子在单个缺陷上的输运中的重要作用。这些结果反过来又为通过操纵局部化学键来调整热电性质提供了见解。

本次讲座结束后，余愿博士与徐明、杨蕊教授以及同学们就讲座相关问题进行了深入探讨。本次讲座，加深了同学们对热电材料以及键合机制的了解，特别是通过APT这一表征技术，对热电材料设计中一些未知领域的探索有着关键意义。

报告人介绍：

余愿于2012年和2017年获得合肥工业大学学士与博士学位。于2018-2022年在德国亚琛工业大学从事博士后研究工作，合作导师为德国科学院院士Matthias Wuttig教授。于2022年起在亚琛工大担任课题组长（Group Leader），领导一支来自多国的研究人员从事热电材料、相变材料、超价键（metavalent bonding）、以及三维原子探针（APT）技术等相关工作。迄今共计发表SCI论文85篇，总计被引用3500次，H因子32.以通讯和第一/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等期刊发表论文44篇。担任包括Science在内的几十种知名期刊审稿人，担任中国科技期刊卓越行动计划高起点期刊Nano Research Energy以及金属学报英文版的青年编委。