题目：外延Bi₂Te₃基热电薄膜的表界面效应及热电输运优化

报告人：柳伟 教授（武汉理工大学）

地点：紫金港校区东四242会议室

时间：2023年3月30日（周四），上午10:30 

摘要：Bi₂Te₃基化合物是室温性能最好的热电材料，同时也是受重点关注的拓扑绝缘体材料。本征点缺陷、界面结构和特性是调控和优化Bi₂Te₃基块体材料热电性能的重要途径。迄今为止，Bi₂Te₃基热电薄膜中主要关注薄膜择优取向、本征点缺陷、超晶格结构等方面的研究工作，但其热电输运优化面临重要挑战。本报告重点讨论拓扑表面态、本征点缺陷、超晶格界面等调控热电输运的新规律和新机制，研究发现表界面新效应是明显提升热电性能的重要机制。报告人通过这些研究，建立了点缺陷结构和异质界面精确构筑和表征的MBE-STM-ARPES新技术和新方法。在体相绝缘的(Bi,Sb)₂Te₃基单晶薄膜中，相比厚膜，6 nm厚薄膜的热电功率因子可提升一个量级，这来源于拓扑表面态的显著作用。另外，本报告将讨论n型Bi₂Te₃单晶薄膜中点缺陷调控电子能带结构、协同优化电输运参数的新规律和新机制。报告人制备出最高热电功率因子达5.05 mWm^-1K^-2的薄膜材料，是目前n型Bi₂Te₃基薄膜报道的最高水平。此外，本报告也将讨论MnBi₂Te₄薄膜外延生长的热动力学规律及特殊的反常磁电输运特性。

个人介绍：

柳伟，武汉理工大学-材料复合新技术国家重点实验室研究员，博士生导师，在美国密歇根大学和德国马克思普朗克研究所有4年博士后研修经历。长期从事热电材料和拓扑电子材料研究，作为主要负责人承担了MBE-STM-ARPES集成系统的设计、搭建以及管理工作，研究方向主要包括分子束外延技术（MBE）薄膜生长、扫描隧道显微镜形貌和隧道谱（STM/STS）研究、角分辨光电子能谱（ARPES）电子能带结构精确表征和解析、拓扑物相的电子输运机制以及电-热输运机制等。主持科技部国家重点研发计划课题1项、主持国家自然科学基金2项、参与国家自然科学基金重点项目1项（子课题负责人）。以第一作者/通讯作者在Phys. Rev. Lett.、Natl. Sci. Rev.、Adv. Funct. Mater.、ACS Nano、Appl. Phys. Lett.、Phys. Chem. Chem. Phys.等重要期刊上发表SCI论文31篇，总他引1329次，单篇最高他引685次；受邀撰写英文专著《Materials Aspect of Thermoelectricity》中Bi₂Te₃基热电薄膜章节。获国际热电学会Goldsmid 奖，获中国材料研究学会优秀青年学者奖。

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