报告题目：半导体的非线性连续介质力学及热电器件设计的新机理

报告时间：2022年11月11日（周五） 下午15:00-16:00

报告地点：建筑工程学院8#101

报告人：屈毅林

报告人单位：西安交通大学航天航空学院

报告人简介：屈毅林，西安交通大学与京都大学联合培养博士，完成中文专著一部（科学出版社），以第一作者发表高水平论文二十余篇。发表论文包括：国际工程科学顶级期刊International Journal of Engineering Science (1)；中科院Top期刊Composite Structures (2)、Mechanics of Materials (3)、International Journal of Mechanical Sciences (1)；国际应用物理著名期刊Journal of Applied Physics (3)；国际应用力学著名期刊Journal of Applied Mechanics (1)等；同时也是Mechanics of Materials、Mathematics and Mechanics of Solids等国际知名杂志的审稿人。博士期间，均为专业排名1，获得了博士生国家奖学金、教育部公派留学奖学金、中国航天基金会启明航天一等奖学金、中国电子科技集团国睿奖学金、沈亚鹏教育发展基金、国际应用力学学会“Best Poster Award”等多项荣誉。

报告摘要：针对于有限变形的弹性半导体中的多物理场耦合问题，以连续介质力学、连续介质热力学、电磁学为基础，建立了弹性半导体的力-电-热多物理场耦合模型，并基于该模型提出了热电材料中新的耦合机理：机械热流控制和机械制冷效应。该研究首先在参考构型中表述了针对于半导体的连续介质物理基本定律（包括：质量守恒、动量守恒、动量矩守恒、静电学Gauss定律、电荷守恒、热力学第一定律及热力学第二定律），基于基本律，得到了耗散不等式。通过Coleman-Noll过程，得到了热力学自洽的本构关系。为了满足约化的耗散不等式，引入广义Fick定律，得到了漂移-扩散电流、热流的傅里叶定律、塞贝克效应（Seebeck effect）和珀尔帖效应（Peltier effect）。同时结合能量守恒和第二吉布斯关系，导出了热传导方程和由半导体效应引起的焦耳热的表达式。采用所建立的弹性半导体力-电-热多物理场耦合模型，研究了ZnO板中的多场耦合行为，发现了6mm晶系中热电场和机械场之间的两种新的耦合机理：机理1）机械载荷可以通过压电效应产生电势阱，从而阻挡电子电流和热流；机理2）通过电流调控实现局部加热与局部制冷。新耦合机理为半导体机械开关器件、热流控制器件、以及机械制冷器件设计提供了新的研究思路。

邀请单位：黄淮学院建筑工程学院