多功能材料实验室（LMM）

摘要

本课程通过具有技术相关性的实例，为选择和理解多功能材料提供基础与应用技能。课程将从若干案例研究入手，这些案例凸显了在材料设计中同时具备可能相互冲突的性能的需求。参与者将学习如何基于特定设计标准选择材料，并使用专门的软件工具进行辅助。实验活动将重点关注材料的热输运和电输运特性，并通过热电材料的案例来强调多功能性。热电材料需要同时具备高电导率、低热导率以及合适的塞贝克系数；此外还将涉及霍尔效应、热电发电器的电流–电压（I–V）特性（极化曲线）。实验课将展示相关的实验技术，并提供数据供学生进行分析和解释。课程将向参与者提供讲义、软件工具以及实验数据集。

 

课程形式

本课程以  英语授课，提供以下学习方式：

• 线下面授
• 在线视频 (同步与异步)

所有讲座的视频录播、讲义等资料均可离线获取 (*).

 

课程内容

• 通过应用驱动实例介绍多功能性
• 基于设计要求的材料选择
• 热输运和电输运特性；热电效应基础
• 实验分析内容包括
  • 热扩散率与热导率
  • 电导率
  • 塞贝克系数
  • 霍尔效应测量（载流子类型、载流子浓度、霍尔迁移率）
  • 热电发电器的 I–V 特性 / 极化曲线
• 数据分析、结果解释与报告撰写

 

教学活动

• 两次理论课程（2 + 2 小时），介绍多功能材料、输运特性以及热电材料
• 三次实验课程（3 + 3 + 3 小时），专注于测量热与电输运特性的实验技术，包括塞贝克系数、霍尔效应以及热电发电器的 I–V 特性表征，并提供获取数据的处理与解释指导
• 最后一节课（1 小时）用于讨论学生准备的简短实验报告，并以此代替传统的笔试来评估学习成果

 

进一步阅读

建议的入门读物包括《材料科学基础》领域的标准教材。课程期间还将提供其他参考资料和科学论文。