10月10日下午，亚利桑那州立大学伍环助理教授受邀在西区力学五楼501会议室做“微纳尺度热输运机理的第一性原理研究”学术报告，热科学和能源工程系特任教授李满主持报告会。
本次报告聚焦于微纳尺度热输运的第一性原理研究。随着器件尺寸持续缩小，传统傅里叶导热定律在纳米尺度下失效，热输运呈现显著的弹道和非平衡特征，亟需发展基于量子力学原理的计算方法。
通过第一性原理计算，伍环向我们揭示了砷化硼（BAs）等高导热材料的微观机理。研究表明，其高声子带隙会抑制三声子散射，但仅考虑三阶非简谐效应会高估热导率。通过进一步引入四声子散射机制，理论预测与实验结果达成一致。此外，在高压条件下，砷化硼热导率呈现反常非单调变化，这挑战了传统认知，展现了新材料中丰富的物理现象。
为研究动态输运过程，伍环及其团队开发了蒙特卡洛算法求解三维瞬态玻尔兹曼方程，通过模拟大量声子样本的运动和散射，统计得到宏观热输运特性。
展望未来，伍环及其团队将致力于开发基于第一性原理的纳米器件输运计算工具，应对弹道输运和强非平衡态带来的新挑战。同时，引入机器学习方法加速电子波函数求解，将计算能力扩展至更大体系，为下一代半导体器件设计提供理论支撑。
自由提问环节，师生们就第一性原理研究的相关问题与伍环进行了深入交流与探讨。
报告人简介：
伍环，亚利桑那州立大学助理教授、博士生导师，于2016年获得哈尔滨工业大学学士学位，2022年获得加州大学洛杉矶分校博士学位，2025年加入亚利桑那州立大学，研究方向为纳米尺度能量输运、电子与声子输运的第一性原理计算，目前正在招收全额资助的博士与博士后以组建研究团队；以通讯作者或第一作者（含共同一作）在Nature、Science、Nature Materials、Nature Electronics、Nano Letters、Physical Review系列等期刊发表论文12篇，累计发表SCI期刊论文29篇，谷歌学术引用超过1700次。其研究成果两次获国际科普杂志Scientific American报道，并入选IEEE Spectrum 2023年度十大半导体新闻，曾受到美国国家自然科学基金、阿贡国家实验室和匹兹堡超级计算中心的重点表彰。
（撰稿人：王敏、许亮、李满）