AM-Lab Chúc mừng TS. Phạm Thanh Tuấn Anh với công bố quốc tế mới trên tạp chí SCIE-Q1

Tạp chí: Materials Science in Semiconductor Processing
Xếp hạng: SCIE – Q1
Impact Factor (2025): 5.2

Nghiên cứu mới làm sáng tỏ cơ chế vận chuyển nhiệt điện trong màng mỏng Mg₂Sn

Phòng thí nghiệm Vật liệu Kỹ thuật cao (AM-Lab), Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM trân trọng chúc mừng TS. Phạm Thanh Tuấn Anh và các cộng sự đã công bố thành công bài báo khoa học trên tạp chí quốc tế uy tín Materials Science in Semiconductor Processing (SCIE-Q1, Impact Factor: 5.2).

Thông tin bài báo

Non-monotonic thermoelectric transport controlled by phase competition in Mg₂Sn thin films

Nghiên cứu trình bày một cách có hệ thống ảnh hưởng của nhiệt độ lắng đọng đến sự hình thành pha, cấu trúc vi mô và tính chất vận chuyển nhiệt điện của màng mỏng Mg₂Sn được chế tạo bằng phương pháp đồng phún xạ magnetron (magnetron co-sputtering). Kết quả cho thấy hiệu suất nhiệt điện của vật liệu không thay đổi theo xu hướng đơn điệu, mà chịu chi phối bởi sự cạnh tranh giữa các pha Mg₂Sn và Sn trong quá trình hình thành màng.

Bối cảnh nghiên cứu

Vật liệu nhiệt điện có khả năng chuyển đổi trực tiếp nhiệt năng thành điện năng mà không cần các bộ phận chuyển động, mở ra tiềm năng lớn trong việc thu hồi nhiệt thải và phát triển các công nghệ năng lượng bền vững.

Trong số các vật liệu nhiệt điện, Mg₂Sn là một chất bán dẫn thân thiện với môi trường nhờ nguồn nguyên liệu dồi dào, độc tính thấp và sở hữu nhiều đặc tính vận chuyển điện tử thuận lợi. Tuy nhiên, việc chế tạo màng mỏng Mg₂Sn có chất lượng cao vẫn còn nhiều thách thức, bởi cấu trúc tinh thể, sự hình thành pha và các khuyết tật trong vật liệu rất nhạy với điều kiện chế tạo.

Nghiên cứu này tập trung làm rõ mối liên hệ giữa điều kiện lắng đọng, sự tiến hóa pha và cơ chế vận chuyển hạt tải, từ đó đề xuất chiến lược tối ưu hóa tính chất nhiệt điện của màng mỏng Mg₂Sn.

Những kết quả nổi bật

Các kết quả nghiên cứu cho thấy:

  • Nhiệt độ lắng đọng đóng vai trò quyết định trong việc điều khiển sự cạnh tranh giữa pha Mg₂Sn và pha Sn trong quá trình hình thành màng.
  • Hàm lượng pha Mg₂Sn cao nhất không đồng nghĩa với hiệu suất nhiệt điện cao nhất.
  • Hệ số công suất nhiệt điện (Power Factor) đạt giá trị tối ưu tại nhiệt độ lắng đọng trung gian, nơi đạt được sự cân bằng tốt nhất giữa độ dẫn điện và hệ số Seebeck.
  • Các phân tích cấu trúc cho thấy sự thay đổi về thành phần pha và cấu trúc vi mô tác động trực tiếp đến cơ chế vận chuyển hạt tải, tạo nên hành vi vận chuyển nhiệt điện phi đơn điệu (non-monotonic thermoelectric transport) theo nhiệt độ lắng đọng.

Những phát hiện này cung cấp cái nhìn sâu sắc về mối quan hệ giữa quá trình hình thành pha, cấu trúc vật liệu và tính chất vận chuyển điện tử trong màng mỏng Mg₂Sn.

Ý nghĩa khoa học và ứng dụng

Nghiên cứu đóng góp những hiểu biết mới trong lĩnh vực vật liệu nhiệt điện màng mỏng, khẳng định rằng việc tối ưu hóa điều kiện chế tạo và cấu trúc vi mô quan trọng hơn việc chỉ tập trung gia tăng hàm lượng pha mục tiêu.

Các kết quả thu được cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế và chế tạo các vật liệu bán dẫn nhiệt điện hiệu năng cao, đồng thời có thể mở rộng cho nhiều hệ vật liệu chức năng khác, nơi sự cạnh tranh pha đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định tính chất vận chuyển.

Về lâu dài, nghiên cứu góp phần thúc đẩy sự phát triển của các thiết bị chuyển đổi và thu hồi năng lượng từ nhiệt thải, hướng đến các giải pháp năng lượng sạch và phát triển bền vững.

Lời chúc mừng

Công bố này tiếp tục khẳng định năng lực nghiên cứu của AM-Lab trong lĩnh vực vật liệu chức năng tiên tiến, vật liệu bán dẫn và công nghệ chuyển đổi năng lượng.

Xin chúc mừng TS. Phạm Thanh Tuấn Anh cùng toàn thể nhóm nghiên cứu. Kính chúc thầy và các cộng sự sẽ tiếp tục gặt hái nhiều thành công, đóng góp thêm nhiều công trình khoa học có giá trị cho cộng đồng nghiên cứu trong nước và quốc tế.

Đóng góp cho các Mục tiêu Phát triển Bền vững (SDGs)

Nghiên cứu góp phần thực hiện các Mục tiêu Phát triển Bền vững của Liên Hợp Quốc:

🟥 SDG 4 – Giáo dục chất lượng
🟨 SDG 7 – Năng lượng sạch với giá thành hợp lý
🟧 SDG 9 – Công nghiệp, đổi mới và hạ tầng
🟩 SDG 13 – Hành động vì khí hậu

Phòng thí nghiệm Vật liệu Kỹ thuật cao (AM-Lab)
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Tiên phong nghiên cứu vật liệu – Kiến tạo tương lai bền vững.

Views: 81