材料人報告 | 熱電材料研究報告

yuyuyu 5年前 (2018-05-01) 6690瀏覽

材料人報告征集令

材料人報告旨在用數據為科研工作者分析當前熱點領域、材料和人物等。為了更好的服務廣大讀者，材料人編輯部誠心地向廣大讀者征求意見。大家可以根據以下幾個方向提供建議。
1、科研領域熱點事件
2、科研領域熱點人物
3、高校熱點研究機構
4、熱點研究領域或材料

該征集令是為了更好的報道讀者所想之報道，歡迎大家在留言版積極留言，說不定下個月就有你想要的報告。

總論

熱電材料是一種能將熱能和電能相互轉換的功能材料，1823年發現的塞貝克效應和1834年發現的帕爾帖效應為熱電能量轉換器和熱電制冷的應用提供了理論依據。隨著空間探索興趣的增加、醫用物理學的進展以及地球資源考察與探索活動的日益增加，需要開發一類能夠自身供能且無需照看的電源系統，熱電發電對這些應用尤其合適。

對于遙遠的太空探測器來說，以放射性同位素供熱的熱電發電器是唯一的供電系統，已被成功的應用于美國宇航局發射的“旅行者一號”和“伽利略火星探測器”等宇航器上。自然界溫差和工業廢熱均可用于熱電發電，它能利用自然界存在的非污染能源，具有良好的綜合社會效益。利用帕爾帖效應制成的熱電制冷機具有機械壓縮制冷機難以媲美的優點：尺寸小、質量輕、無任何機械轉動部分，工作無噪聲，無液態或氣態介質，因此不存在污染環境的問題，可實現精確控溫，響應速度快，器件使用壽命長。還可為超導材料的使用提供低溫環境。另外利用熱電材料制備的微型元件還可用于制備微型電源、微區冷卻、光通信激光二極管和紅外線傳感器的調溫系統，大大拓展了熱電材料的應用領域。

因此，熱電材料是一種有著廣泛應用前景的材料，在環境污染和能源危機日益嚴重的今天，進行新型熱電材料的研究具有很強的現實意義。

1、發文數量

小編以web of science為檢索工具，檢索到在2007-2017年這個時間段內，SCI共收錄熱電材料文章25048篇。我們先看一下熱電材料在這一時間段的發文數量是怎樣變化的。

上圖中菱形、方形分別為熱電材料全球和國內的SCI對應年份發文數據。我們可以看到，國內（方形）在熱電材料領域的發文數量增長速率與在世界范圍內熱電材料發文數量增長速率還有一定的差距，表明熱電材料的科研熱度在國內還有待進一步提升。同時上圖顯示近十年的時間里，國內在熱電材料領域的發文數量基本占據世界范圍整體發文量的大約20%，可以看出中國的科研工作者們為熱電材料的發展做出了一定的貢獻。

2、發文期刊

接下來我們仍然就這25048篇SCI文章為研究對象，分析一下刊發出這些文章的期刊。

在收錄熱電材料的期刊中，哪些期刊收錄的ESI高被引文章更多呢？（注：ESI高被引文獻是由湯森路透根據ESI收錄期刊引文數量統計的22個學科在10 年內被頻繁引用，總被引次數與同年度，同學科發表論文相比排名位于全球前1%的論文）

我們對收錄熱電材料文章最多的25個期刊進行了統計，還統計了收錄高被引文獻較多的前25種期刊。可以發現，Physical Review B，Physical Review Letters，Applied Physics Letters和Chemistry of Materials無論在發文數量還是在高被引的數量中都位列前25名。Physical ?Review Letters收錄了127篇關于熱電材料的文章，而且其中有14篇入選ESI高被引文章。Physical Review B收錄了896篇關于熱電材料的文章，而且其中有18篇入選ESI高被引文章。相比之下，Journal of Electronic Materials雖然收錄1198篇相關文章，但是高被引文章數量并未進入前25。以上兩方面的數據分析，為大家在查閱熱電材料相關文獻以及選擇投稿期刊方面給出了具有參考價值的結果。

3、各個國家/地區發文數據分析

那么，中國人對熱電材料的研究做了多大貢獻呢？答案是，非常大！

我們仍然以web of science檢索到的25048篇文章為研究對象，看一下熱電材料領域不同地區被SCI收錄的文章數量，下圖給出了排名前10地區的發文數據。

美國發文數量為4518篇，位居第一。中國大陸緊隨其后，發文數量為4324篇文章。另外，日本和德國分別以2087和1446篇的數量位列第三和第四名。發文數量的多少說明了在不同地區的研究熱度，你或許會覺得，發文數量多并沒什么了不起，灌水多開心啊。那么，我們以另一個更公允的標準來評判各國家/地區的發文質量，那就是上文提到的ESI高被引論文。

熱電材料入選ESI高被引的文章共280篇，其中美國以171篇的數量，占總數的61.07%。中國大陸、日本和法國，分別以87、20和15篇的數量位列第二到第四名。這樣看來，美國的高質量文章產率相對較高，相比美國，我國在熱電領域的研究還需努力。可以說，在熱電材料領域，中美的研究占據了世界的半壁江山。但是，在發文前10的國家/地區中，俄羅斯和中國臺灣未再進入高被引前10名，反而西班牙，澳大利亞卻進入了高被引文章數量的前十名。因此，相比于單純地依靠發文數量來評價研究水平或研究貢獻的高低，是不客觀的，我們更應該結合高被引文章的數量來綜合評價和分析。

4、各研究機構的發文數據分析

下面我們來看一下，各研究機構的發文數量和ESI高被引文章數量。

我們選擇發文量前15的機構以及入選ESI高被引文章前15的機構。可以看出，無論從數量還是質量來評判，中國機構的表現都可圈可點。其中，中科院系統繼續在與美國科研機構的較量中不落下風。總體而言，從發文數量看，中國有4所機構進入世界前15，在ESI高被引排名中也有4所進入世界前15。值得注意的是同濟大學雖然發文量排名未進入世界前15，但是ESI高被引文章數量卻進入了世界前15之列。反觀很多國外的機構，比如美國的勞倫斯伯克利國家實驗室，芝加哥大學等雖然沒有進入發文量的前15，但是ESI高被引文章排名卻進入了世界前15。

5、關于熱電材料的專利發表情況

小編根據WIPO數據庫，對熱電材料（thermoelectric materials）的相關專利發表情況進行了統計，從2008年至2017年末發表專利數量達到了7677篇，下面小編從年份、研究機構分布等不同方面為大家分析。