WILEY人物访谈——浙江大学朱铁军教授

朱铁军,博士,浙江大学求是特聘教授,国家杰出青年科学基金获得者,国家“万人计划”科技创新领军人才,科技部中青年科技创新领军人才。主要从事热电能量转换材料与器件等方面的研究。1992年考入浙江大学材料系,2001年获浙江大学博士学位后赴Singapore-MIT Alliance做博士后研究。2004年聘为浙江大学材料系副教授,2010年12月晋升为浙江大学教授。2011.9-2012.3美国加州理工学院访问学者。曾主持国家自然科学基金、“863”高科技计划、国家重点研发计划课题等科研项目;近年来在Nature Commun., Adv. Mater., Energ. Environm.Sci.等著名国际刊物上发表学术论文200余篇,他引7000余次。获授权发明专利19项,国际专利2项。在国内外学术会议上做特邀报告30余次。目前是中国材料研究学会热电材料与应用分会副理事长。

Introduction

MVC:能否请您先简单介绍一下您课题组的科研工作?

ZTJ: 我们课题组主要从事热电能量转换材料与器件方面的应用基础研究工作,围绕热电材料中电热输运机制、高效材料开发、微结构调控以及热电器件界面行为等开展创新性研究。主要代表性工作包括:1. 阐明了重带热电材料性能优化策略并开发了高优值FeNbSb基半赫斯勒重带热电合金,通过能带设计优化和电声输运解耦使FeNbSb热电优值zT达到1.5以上,为目前国际上高温热电材料(>1000K)最好性能。2. 指出并证实调控本征点缺陷可优化电性能并降低晶格热导率,提出利用本征点缺陷构造结构无序改善热电性能的优化策略,发展了调控本征点缺陷优化热电性能的实验方法。阐明了近室温热电材料碲化铋基合金中反位缺陷调控、原位纳米晶形成以及织构增强等多尺度微结构协同优化热电性能的原理和机制。3. 证实名义19电子的半赫斯勒体系中很多化合物是半导体而不是金属,通过阳离子缺位可显著改善热电性能。首次发现并报导了以NbCoSb为代表的一类阳离子缺位半赫斯勒晶态化合物存在空位短程序,且有序度可调。为理解和开发新型热电材料指出了新的方向。

MVC:当您还在上学的时候,您想未来从事什么职业?是什么把您吸引到科学领域的呢?

ZTJ: 我其实在上大学以前,没有认真想过将来要做什么。那时候只是一心想到沿海发达城市,看看外面的世界。上大学后发现高校的氛围和环境很适合我,安静、自由。读研究生期间才觉得科研最适合我,可以不断的自己寻找问题自己再去思考、交流、探究,可以自己安排时间独立工作,可以摆弄各种仪器设备,了解其工作原理并进行操作,得到各种有规律的神奇曲线,考虑现象背后的机制。也就是那时候才决心出国读博士后深造,今后从事科学研究。

MVC: 您觉得对您的职业影响最大的人是谁?

ZTJ: 在我的职业生涯中很多人都帮助过我,影响过我,包括父母、亲人、朋友、同事甚至学生。正是在不断的共同生活、共事、交流和沟通中,我才能不断的成长,成熟,形成自己的工作和生活态度与理念。热电领域的很多前辈和同行都很支持我,近几年我研究工作一个显著特点就是有很多不同单位的合作者,他们都有不同的专业特长,比如理论计算、晶体结构、显微学等等。科学研究发展到现在,深度和广度都不断增加,需要和各种专家真诚合作,才能把工作做好。我很荣幸能和他们合作并得到他们的支持和帮助,共同解决所面临的科学问题,在不断交流中学习和进步。

Main  fields of interest

MVC:对于您发表的著作,哪些是令您最骄傲的?您最喜欢的是您哪部分的研究工作?

ZTJ: 我发表过很多学术论文,近年来因为越来越重视论文的质量,因此数量上一直在减少。我最满意的工作其实并不是发表在最高影响因子的期刊上,也不一定是引用率最高的论文,有些甚至在投稿阶段遇到过很多波折。例如有关NbFeSb新型热电材料的工作,我们在Nat. Comm., Adv. Energy Mater.,等高水平期刊上发表了一系列论文,但我最满意的是发表在Energy Environ.Sci., (8, 216, 2015上的工作,从存在的问题、解决方案、实验设计、能带调控、数据分析到物理建模等方面都体现了清晰的思路和逻辑思考,反映出了研究团队的整体水平,把一个领域内普遍不看好的材料实现了性能突破并给出了合理的物理解释

我也应邀为WILEY的Adv. Mater.(10.1002/adma.201605884)和Adv. Sci.,(10.1002/advs.201600004) 写过综述,分别总结了我们团队在热电性能调控和本征点缺陷方面多年的思考和经验,得到了同行的广泛关注和认可。有些同行告诉我,这两篇综述已经成了他们课题组研究生的必读论文,我感到非常荣幸。我想强调一下,我的所谓的代表性论文,其实都是建立在前期很多并不是很突出的工作积累上的,没有这些前期积累,就不可能有后来的研究突破。

MVC: 您的研究组对于能量转换领域的将来有什么兴趣?

ZTJ: 我们今后的研究将继续探索热电材料中电热解耦和协同输运的新效应新方法,在原子分子层次深入理解电声耦合机制并进行新材料结构成分设计,发展电声协同调控的新途径。重点从多级化学键、结构对称性、能带各向异性以及晶格动力学角度探讨能带调控和振动模式软化对电声解耦的影响,为热电材料发展提供新思路和新方向。同时对新材料的实用性,尤其是稳定性、力学特性等服役性能开展研究,推动高效热电材料的商业化应用。这些研究既有对电声本征输运特性更深层次的理解,也包含面向应用的基础研究,涉及材料、物理、化学和机械等多学科的交叉,具有重要理论意义和实用价值。

Work life balance

MVC: 科学工作之余,您如何平衡生活和工作?您最大的爱好是什么?

ZTJ: 我其实没有什么特别爱好,科研和阅读应该是我最大的爱好,比较喜欢看历史书和科学轶事。我每年会利用假期和家人出去旅游。平时忙的时候,晚上就会到实验室加班;空的时候会尽量在家陪孩子,辅导他做功课。一家人有时候会去看看电影。

Advices to Youth

MVC: 您认为什么是科学工作者最重要的品质?您对有志从事科学研究的青年学生有什么建议?

ZTJ: 我认为好奇心、不断学习和严谨求实是科学工作者最重要的品质,尤其对于年轻学者。科学研究需要不断寻找问题,发现问题,而在解决问题的过程中,需要不断学习新知识并秉承严谨求实的科学态度。

对于有志从事科研的青年学生,我觉得踏踏实实打好专业基础,对待困难坚持不懈非常重要。在科研的过程中,应尊敬师长,但不要盲从,盲目崇拜,在认真学好专业知识的基础上用批判理性的眼光看待别人的成果,独立思考,团结合作,在求实进取和不断积累中逐渐建立自己的学术声誉。