摘要:
通过热电效应实现的热能电能转换在提高能源利用效率以及提供小型化可靠的电能供给方面具有广泛的应用前景。以提高材料转换效率，即热电优值zT为中心的材料研究也因此成为能源材料方面的热点之一。我所在的研究组以面向高温区发电应用的块体热电材料为研究重点，这次报告也以提高高温区应用的块体PbX(X:S,Se,Te)热电材料性能为背景介绍一些最新的研究思路和成果。我尝试从基本的半导体输运理论出发，首先介绍一些简单的理论和模型，这些模型不追求百分之百物理上的准确，但是却能够有效获取关键信息并且指导实验。我同时将介绍各基本材料物理参数:载流子浓度，有效质量，轨道简并度，电子散射机制，电声散射变形势，以及声子散射机制。这些参数决定着某体系所能实现的最大zT值。之后以PbSe，PbS热电材料为例介绍如何确定这些性能参数的方法和由此实现的对其最佳热电性能的评价。
能带工程是新近提出的获得高性能热电材料的思路之一。对于块体材料来说能带工程的实现最简单的方式就是形成固溶体形成固溶体(合金化)。然而具体如何设计材料要求深入的理解合金化这一传统的材料工程方法对于电传输和热传输的影响。我以Pb基IV-VI族化合物间的合金为例，介绍如何量化甚至预估这种影响，最后给出一些基于以上理论设计并提高zT值的例子。

个人简介:
王衡目前就读于加州理工学院并担任研究助理(PhD in materials science expected 03/2014),在Dr. Jeff Snyder的指导下进行热电材料相关的研究工作，研究方向侧重重掺杂半导体PbX(X:S,Se,Te)及其合金。之前他在清华大学材料系李敬锋老师研究组完成硕士学位研究，并参加清华大学-东京工业大学硕士生联合培养项目，获得清华大学工学硕士(材料科学专业)和东京工业大学工学硕士(电子物理专业)学位。从事热电材料相关研究以来，累计发表学术论文20余篇(其中第一作者8篇)，图书章节1篇(springer)。硕士研究期间学位论文入选清华大学优秀硕士论文。2013年获得2012年度国家优秀自费留学生奖学金。