物理与电子信息学院学子郭倩在国际权威期刊一作发表学术论文

作者:李明月,赵银昌时间:2025-04-07

4月初,物理与电子信息学院2023级硕士研究生郭倩为第一作者,物理与电子信息学院赵银昌和戴振宏教授为通讯作者,烟台大学为第一单位,以“强四次非谐性导致Li2AgSb具有超低晶格热导率”为题在国际物理权威期刊《Physical Review B》上发表研究论文。

据悉,《物理评论B》(PRB)是APS(美国物理学会)于1970年创立的期刊,也是国际物理学界最权威的综述性评论期刊,在物理学界尤其是在凝聚态物理和材料物理领域,享有非常高的地位和声望,是自然指数(Nature Index)指定收录的期刊之一。PRB涵盖凝聚态、材料物理学和相关子领域的方方面面,是凝聚态物理学领域引用率最高的期刊,其内容涵盖深度和广度,为全球科学家正在进行的研究提供无与伦比的背景和内容。本次所刊发成果的研究工作获得国家自然科学基金项目和山东省自然科学基金重大基础研究项目的支持。

在热电材料研究中,降低晶格热导率是提升能量转换效率的关键策略之一。由于热电材料的性能取决于其塞贝克系数、电导率和热导率的协同优化,而晶格热导率的降低能够有效减少热耗散,从而提高热电转换效率。因此,探索具有超低晶格热导率的新型材料,对于推动废热回收、固态制冷等应用具有重要意义。烟台大学物理与电子信息学院联合清华大学的研究团队,在反Heusler化合物Li2AgSb的热电输运性质研究中取得重要进展。他们通过第一性原理计算,结合自洽声子理论、压缩感知技术和玻尔兹曼输运理论,深入研究了反Heusler化合物Li₂AgSb的热电输运性质。研究发现,Li₂AgSb由于原子质量差异、键合特性及原子振动的共同作用,其声子谱频率范围显著扩展,并形成多个带隙。这些带隙限制了部分三声子散射通道,同时增强了四声子散射过程,从而显著提升了材料的高阶非谐性。通过引入气泡图修正声子自能,团队发现三阶非谐效应也对材料热导率具有显著影响。

回顾自己的研究生生涯和科研旅程,郭倩表示,这项研究的顺利完成,得益于学院提供的优质科研平台和导师们的悉心指导。赵银昌教授和戴振宏教授在理论计算和数据分析方面给予了我全方位的支持,特别是在高阶非谐性建模和声子输运模拟等关键环节,导师们的专业指导让我能够高效推进研究。团队开放包容的科研氛围以及与清华大学研究组的深入交流,都为我的学术成长提供了重要帮助。这项研究历时12个月,期间郭倩克服了诸多挑战:面对大规模计算需求,她通过算法优化显著提升了计算效率;针对四声子散射量化这一前沿难题,她运用压缩感知技术,首次在该材料体系中实现了四声子散射贡献的精确量化;当理论预测与实验数据存在差异时,她系统性地排查并修正了自旋轨道耦合效应的影响,使计算结果更加准确可靠。对于这项研究成果的取得,郭倩的导师戴振宏教授认为关键因素在于郭倩同学在研究过程中表现出认真的态度和踏实的工作作风,能够较好地完成各项研究任务。这项研究取得的结果,对于理解这类材料的性质具有一定的参考价值。

在烟台大学求学的过程之,郭倩通过参加学术会议等方式了解学科发展动态。谈到未来规划,她表示,希望继续从事计算材料学的研究,探索更多高性能热电材料的微观机制,并推动理论成果向实际应用转化。

烟台大学物理电子信息学院计算材料模拟与设计团队,由戴振宏教授与赵银昌教授领衔,团队精心培育出12名硕士研究生,3次荣获山东省研究生创新成果奖。近五年间,以学生为第一作者,团队在国际知名期刊上发表论文60余篇,其中包括自然指数期刊《Physical Review B》的5篇力作、《Physical Review Applied》的1篇佳作;一区TOP杂志《npj Computational Materials》的1篇高影响力论文(影响因子超过11);《Journal of Materials Chemistry A》的2篇论文(影响因子超过11),《Materials Today Physics》的1篇论文(影响因子超过10);《Energy & Environmental Materials》的1篇论文(影响因子高达14.9),以及《Advanced Functional Materials》的1篇论文(影响因子高达19.6)。


审核:李明月

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