上海大学材料科学与工程学院电子信息材料系骆军

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骆军,男，上海大学教授，博士。目前主要从事新型热电材料的设计、制备、相关系、晶体结构以及结构－性能间关系。1999年和2002年先后在北京科技大学获得学士和硕士学位，2005年获中国科学院物理研究所博士学位。2005年9月至2006年10月德国柏林自由大学物理系洪堡学者，2007年2月入选中国科学院物理研究所“引进国外杰出人才计划”，2007年2月至2013年10月先后任中国科学院物理研究所副研究员、课题组长、博士生导师。2013年10月起任上海大学特聘教授、博士生导师。中国物理学会X射线衍射专业委员会委员。已在Appl Phys Lett、Acta Mater、J Mater Chem、Nature Mater等期刊发表SCI论文90余篇，被SCI引用1100余次，其中他引超过1000次。先后获得Ludo Frevel晶体学奖学金、中国科学院院长特别奖、中国科学院优秀博士论文、全国优秀博士学位论文提名奖等。承担国家自然科学基金、中科院人才专项等课题10项，参加973计划 2 项，现在研项目4项。指导和联合指导博士、硕士研究生及博士后10余名，其中协助指导的两位博士生在学期间荣获“卢嘉锡优秀研究生奖”。
联系方式：（021）66138036，E-Mail：junluo@shu.edu.cn


骆军 教授 博导
联系电话：021-66138036
Email:junluo@shu.edu.cn
研究方向：新型热电材料的合成、相关系、晶体结构以及结构－性能间关系研究

科研成就
承担国家自然科学基金、中科院人才专项等课题9项，参加973项目 2 项。在Appl Phys Lett、Acta Mater、J Mater Chem、Nature Mater等发表SCI论文80余篇，被SCI引用1000余次，其中他引超过900次。先后获得Ludo Frevel晶体学奖学金（2005年）、中国科学院院长特别奖（2005年）、中国科学院优秀博士论文（2006年）、全国优秀博士学位论文提名奖（2007年）等奖励。
通过加入第三组元稳定并合成了一系列TbCu7结构的新化合物，并改善了磁性能，特别是发现了高温永磁性能极佳的SmCo6.9Hf0.1化合物；利用相分离控制了纳米尺度第二相的原位弥散析出，制备了PbTe基纳米复合热电材料，降低了晶格热导率，优化了电输运性能，提高了热电性能；基于结构裁剪，可控制备了一系列重要热电和磁性纳米结构，并调控了物理性能。


发表论文
[1] H. Zhang, Jun Luo*, H.T. Zhu, J.K. Liang, L.M. Ruan, Q.L. Liu, J.B. Li, G.Y. Liu, Phase separation and thermoelectric properties of Ag2Te-doped PbTe0.9S0.1, Acta Mater. 60 (2012) 7241-7248.
[2] 骆军*，梁敬魁，饶光辉，稀土富过渡族金属化合物的形成条件、晶体结构和磁性能, 中国稀土学报，30 (2012) 385-402和30 (2012) 513-524. （邀请综述）
[3] H. Zhang, J. Luo*, H.T. Zhu, Q.L. Liu, J.K. Liang, J.B. Li, G.Y. Liu, Synthesis and thermoelectric properties of Mn-doped AgSbTe2 compounds, Chin. Phys. B 21 (2012) 106101.
[4] 张贺，骆军*，朱航天，刘泉林，梁敬魁，饶光辉，Cu掺杂AgSbTe2化合物的相稳定、晶体结构及热电性能, 物理学报，61 (2012) 086101.
[5] H.T. Zhu, J. Luo*, H. Zhang, J.K. Liang, G.H. Rao, J.B. Li, G.Y. Liu, and Z.M. Du, Controlled hydrothermal synthesis of tri-wing tellurium nanoribbons and their template reaction, CrystEngComm 14 (2012) 251-255.
[6] H.T. Zhu, J. Luo*, H.M. Fan, H. Zhang, J.K. Liang, G.H. Rao, J.B. Li, G.Y. Liu, and Z.M. Du, Tri-wing bismuth telluride nanoribbons with quasi-periodic rough surfaces, J. Mater. Chem. 21 (2011) 12375-12380.

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近日，上海大学材料学院骆军教授团队在《Advanced Functional Materials》发表题为“Discovery of a Slater–Pauling Semiconductor ZrRu1.5Sb with Promising Thermoelectric Properties”的研究论文。
         传统上，热电领域对赫斯勒（Heusler）合金的研究主要集中于满足18价电子规则的半赫斯勒（half-Heusler）合金，而对于成分介于半赫斯勒和全赫斯勒合金之间的空位填充型赫斯勒合金很少关注。骆军教授团队前期的计算和实验研究结果都表明，通过操作半哈斯勒合金的4d空位，可以在半赫斯勒和全赫斯勒合金的天然成分间隔内得到结构稳定、具有半导体性质的空位填充型赫斯勒合金（Nature Communications 2022, 13, 35）。

图1. (a) ZrRu1.5Sb的电子能带结构和(b)态密度

       斯莱特-鲍林规则（Slater–Pauling rule）起初用于描述金属的电子结构、原子间作用力及磁矩，后又被推广用于构建磁性过渡金属的价电子数和磁矩的关系，也被广泛用于区分哈斯勒合金中的半导体和金属/半金属。在本工作中，骆军教授指导硕士生王璐瑶和博士生董子睿利用斯莱特-鲍林规则设计空位填充型赫斯勒热电材料，发现并证实了ZrRu1.5Sb是一种稳定的半导体热电材料。
        第一性原理计算结果表明ZrRu1.5Sb为热力学上稳定的p型间接带隙半导体，带隙约为0.86 eV，与斯莱特-鲍林预测结果完全一致。在ZrRu1+xSb系列合金中，ZrRu1.5Sb具有最大的塞贝克系数（绝对值）和最小的电导率。当Ru含量偏离此成分时，由于每个原子的平均价电子数也偏离6，因此塞贝克系数（绝对值）都减小而电导率都增加，且x ≤ 0.5时为p型、x > 0.5时为n型。
        进一步地，该团队利用Ni取代部分Ru，制备了ZrRu1+xNiySb系列空位填充型哈斯勒合金，发现满足每个原子平均价电子数为6的样品（ZrRu1.10Ni0.20Sb，ZrRu1.20Ni0.15Sb，ZrRu1.30Ni0.10Sb和ZrRu1.40Ni0.05Sb）具有典型的半导体性质，而ZrRu1.30Ni0.05Sb样品由于成分稍偏离斯勒特-鲍林半导体，塞贝克系数显著减小，电导率则急剧增加，且电导率呈现金属/简并半导体特征（见图3），进一步验证了斯莱特-鲍林规则设计空位填充型赫斯勒合金的可行性和有效性。
Ru的填充不仅调制了ZrRu1+xSb的电性能，还显著地降低了晶格热导率（见图4a），从而这类材料具有较好的热电性能。其中p型ZrRu1.4Sb在973 K的热电优值zT达到约0.4，n型ZrRu1.7Sb在773 K的zT值约为0.3（见图4b）。
        上述研究工作表明，在半赫斯勒和全赫斯勒合金的成分间隔内有望发现一系列空位填充型赫斯勒合金，并把它们发展成为一类成分区域宽、p型和n型热电性能可调、晶格热导率低、物性丰富的高性能热电材料。
       该工作由上海大学和南方科技大学等单位合作完成，其中实验工作由上海大学完成，第一性原理计算工作由南方科技大学张文清教授指导谭仕华博士完成。上海大学为第一署名单位，上海大学材料科学与工程学院硕士生王璐瑶和博士生董子睿为论文共同第一作者，骆军教授为论文通讯作者。相关工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市教委创新团队等项目的资助。
        论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202200438（图文：骆军）