北京师范大学多尺度自旋物理教育部重点实验室
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学术报告

材料的纳米结构设计与声子输运物理机制

报告人:倪宇翔 教授

时间地点:20251020星期一下午330 物理楼106

报告人简介:

倪宇翔,西南交通大学教授,博士生导师。物理科学与技术学院副院长。四川省杰出青年科学基金获得者、四川省学术与技术带头人后备人选。主要从事微纳尺度热传导机制研究,关注含能材料、复合材料、热电材料中的热输运。在国际顶级期刊如Nature, Phys. Rev. Lett., Nat. Commun., J Mater. Chem. A等上发表科研论文80余篇,出版专著1部,获授权发明专利1项。担任成都市物理学会常务理事、中国工程热物理学会会员、四川省物理学会会员。

报告简介:

作为固体中热输运的主要载体,声子是晶格振动能量量子,是用来描述晶格振动的一种准粒子。许多重要的实际应用与器件都需要有效地控制声子输运。低热导材料在热障涂层、热电材料等领域有广泛的应用,进一步降低热导率有利于此类材料效率的提高。

要获得低热导材料,可分别从声子的粒子性和波动性两个方面出发,进行针对性的材料结构设计。从声子粒子性的角度,增强声子散射是降低热导率的关键。声子散射的常见形式包括界面散射、缺陷散射、杂质散射和声子-电子散射等。从声子波动性的角度,可通过结构设计抑制传输声子的群速度,如引入共振支产生与主干材料声子频率相同的共振声子。也可通过无序结构的引入增强相干声子的背散射,使声子传输发生严重的衰减而发生局域化。本报告面向低热导材料的结构设计,分别从声子的粒子性和波动性两个层面,提出诱导和增强声子散射和声子局域化的几种纳米结构设计,并阐明在相关结构中声子输运能力降低的机理。



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