高端制造業水平是衡量一個國家綜合實力和現代化程度的重要標志，而材料是制約高端制造業發展的最大瓶頸。溫州市政府近年重點建設新興產業鏈領域包括數字經濟、智能裝備、生命健康制造、新能源及節能以及新材料領域。對于這些新興產業的培育，開發具有自主知識產權新材料是其關鍵環節。為加速材料研發進程，2011年美國奧巴馬政府提出“材料基因組計劃”，投巨資建設材料研發平臺，歐洲科學基金會隨后推出20多億歐元的Accelerated metallurgy計劃，旨在跟上美國的步伐。以高通量實驗、高通量計算和人工智能大數據分析為特點的材料基因計劃研究正如火如荼開展，在許多材料領域已經展現出驚人優勢。

“溫州熱電”第一性原理計算數據庫主頁

熱電材料是一類能實現電能和熱能相互轉換的功能材料，它在廢熱發電、光熱發電、小型化或特殊工況致冷等方面有很好的應用前景，且在航空航天和國防領域有不可替代的戰略價值。材料科學第四范式需以巨量數據產生和處理能力為支撐，因而獲取巨量材料數據已成為“材料基因組計劃”的關鍵，將之用于新型熱電材料研發有望加速其應用進程。目前世界三大材料數據庫Materials Project，AFLOW和OQMD有若干通用物理量的數據，包括結構和電子能帶，但熱電材料由于其特殊性，材料電、熱輸運性質計算比較復雜，計算量較大，這些數據庫都未涉及材料熱電輸運性質。

本著“研究真問題，真研究問題”的新時代科研精神，在目前經費與條件極其有限的情況下，溫州大學邵和助課題組圍繞熱電優值的ZT(=S²σT/κ)表達式搭建了一個高通量計算框架，構建了一個基于第一性原理計算的熱電材料數據庫，還為其搭建了一個搜索網頁：https://hezhu2024.github.io，向學術界和工業界免費公開。

該工作得到溫州市基礎性工業科研項目（項目名稱：基于材料基因組方法的高性能熱電材料開發，項目號G20210016，項目起止時間2022.1至2024年.12）的支持，另外溫州大學電氣與電子工程學院也為課題組在計算服務器（目前建有10個計算節點）搭建上提供了大力支持，因而該材料數據庫命名為“溫州熱電”（Wenzhou TE）。

下一步，若條件許可課題組將會分階段提升數據庫中計算材料數據的可靠性，包括以下幾個方面：對于材料熱輸運，將計算考慮三聲子散射的熱導率；當前能帶結構計算方面，都是采用PBE方法，下一步將用雜化泛函方法去計算材料電子結構；對于電子壽命的計算，下一步將考慮電聲耦合效應下的載流子壽命計算；這些改進都需要耗費大量的計算資源。另外我們將計算更多之前比較難處理的材料體系。

上述工作近期以“Wenzhou TE: A First-Principle-Calculated Thermoelectric Materials Database”為題發表于開源期刊Materials (2024, 17, 2200, DOI：10.3390/ma17102200)，供讀者免費獲取。溫州大學邵和助為通訊作者，文章第一作者為課題組研究生方盈。