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主题报告
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SiC/Al 基复合材料的应用研究张荻/欧阳求保 中国科学院院士 上海交通大学
轻质高强金属基复合材料可满足结构轻量化和结构-功能一体化设计需求，是高科技领域不可替代的关键基础材料。针对复合设计与制备、界面及形变调控、复合构效关系的关键科学与技术难题，建立了多元复合体系热/动力学模型，通过调控合金成分和增强体表面性质改善和调控界面相容性，发现并揭示了增强体诱发动态再结晶的热变形机制，解决了复合制备与成形加工难题，通过微纳力学与拟实方法阐明了复合构效关系，突破了若干“卡脖子”核心关键瓶颈，打破国际封锁，实现了在多种航天与先进装备型号上的应用突破。 -
宽禁带半导体碳化硅的晶体生长陈小龙 研究员 中国科学院物理研究所
碳化硅晶体是一种性能优异的宽禁带半导体，在新能源汽车、光伏和 5G 通讯、航空航天等领域有着广泛的应用，是材料领域发展最快、国际竞争最激烈的方向之一。但其晶体生长面临着生长温度高（~2300℃），温场难控制，易产生缺陷；晶体构型多达 200 多种，易相变；边缘易自发形核，晶体扩径难等诸多困难，生长大尺寸碳化硅晶体成为很具挑战性的难题。针对应用端的重大需求和产业的升级换代以及国内外发展趋势，报告主要围绕大尺寸碳化硅晶体生长的关键科学和技术问题，介绍团队二十多年来用物理气相传输法和高温熔液法生长碳化硅晶体的研究进展和研究成果在产业上的应用。重点介绍近年来提出通过界面能调控在高温熔液法晶体生长中控制碳化硅晶型学术思想，突破传统生长理论的限制，实现了晶圆级立方碳化硅晶体生长，为发展更高性能器件奠定材料基础。 -
法拉第结：光电催化表界面新模型邹志刚/罗文俊 中国科学院院士 南京大学
半导体材料被广泛应用于光催化、光电催化、光电储能以及太阳电池等领域，其表界面电荷传输是影响太阳能转化效率的关键因素。针对这些领域中光照条件下半导体表界面电荷传输机制不明以及电荷分离效率不高等关键科学问题，报告人通过实验证明了半导体表界面广泛存在电子离子耦合传输行为，据此提出了法拉第结表界面新模型；建立了电极电位和可存储电荷密度作为半导体表面反应层的热力学与动力学描述符，可以解释光电催化中传统能带理论难以解释的界面电荷等能传输等反常实验现象，并用于定量化理解光电催化表界面电子离子耦合传输过程；提出了基于电极电位窗口排列的异质结光电极构筑新原则显著提高了其太阳能制氢效率，与广泛采用的能带排列构筑原则不同，为设计高效光电催化材料提供了新思路。法拉第结表界面新模型的提出改变了人们对半导体表界面的传统认知，将对光催化、光电催化、光电储能以及太阳能电池等领域产生重要影响。 -
先进储能介质材料中的畴界面工程林元华 教授 清华大学
高储能密度无机电介质材料作为高储能密度、高功率、高可靠性静电电容器的核心，在我国迅速发展的新能源汽车、智能电网以及先进装备等重要领域具有日益增加的广泛需求。研究工作聚焦以熵效应调控为手段，通过原子尺度上的结构精细控制，通过高熵引起相稳定、晶格畸变、晶粒细化和非晶等协同效应，在焦绿石体系中获得了 182 J/cm3 的储能密度。在介观及纳观尺度下通过介质材料的畴结构及界面设计，突破了介电材料中极化强度、击穿电场之间的相互制约，同时实现了高储能密度和高效率，推进了新型储能介质材料的方向的发展。
