荆楚网(湖北日报网)讯(记者记者林杉 通讯员胡泰山 李周阳)日前,中国科协2025年全国博士创新站典型案例名单公布,武汉科技大学冶金与能源学院教师胡晓明《面向光芯片精准控温的关键取向纳米晶n型碲化铋热电材料的开发及产业化》项目成功入选,是武汉市本次获评的5家企业博士创新站之一。

当前,随着5G光通信技术的发展,光芯片对温控精度要求越来越高,温度波动一旦超出允许范围,信号传输质量将出现显著衰减。毫米级半导体制冷芯片(Micro-TEC),是当前实现光芯片高精度主动控温的唯一解决方案,然而,其核心热电材料体系中的定向凝固和热压烧结材料难以实现高性能与高强度的协同提升,制约了实际应用中的规模化与集群化发展。
针对这一产业共性难题,武汉科技大学胡晓明团队依托博士创新站平台,与湖北赛格瑞新能源科技有限公司深度协同攻关,合作推进取向纳米晶碲化铋热电材料的开发与产业化落地。

据了解,博士创新站是企业和博士团队双向成长的科创载体,通过集聚创新资源、畅通人才通道,构建“需求牵引、科协搭台、博士支撑、企业受益”的赋能模式,助推企业高质量发展与博士高水平提升。
湖北赛格瑞新能源科技有限公司由武汉科技大学教授创办、学校直接参股,公司创始人樊希安教授在热电领域深耕二十余年,既有扎实的基础研究功底,也有丰富的产业化落地经验。
建站初期,校企双方就共同组建了联合攻关团队。高校研发团队负责理论分析、制定实验技术路线,把控整体研究方向;企业工程师团队负责模具调试、温度管控、烧结工艺落地等生产环节实操。这种分工模式让研发从立项之初就紧贴产业实际需求,可有效预判不同工艺路线的成本差异和适用场景。
针对碲化铋材料大变形易开裂的行业瓶颈,团队跳出热电材料的传统制备思路,将金属加工领域成熟的热挤压工艺跨界嫁接到无机非金属热电材料的成型制备中,依托热模拟试验,创新性地采用应力约束热变形技术,解决碲化铋材料热变形开裂问题,成功诱导取向纳米晶显微结构。最终,团队成功实现了碲化铋材料25倍超塑性变形变,解决了部分高性能热电材料与器件依赖进口的瓶颈,关键技术通过了由中国机械工业联合会组织的科技成果鉴定,结论为“总体技术国际先进,部分指标国际领先”。
目前,团队已量产高性能、单体尺寸全球最大的碲化铋半导体,打破了国外对高强高优值碲化铋半导体热电材料的长期垄断,实现国产替代,生产产品已被新能源汽车头部企业批量采购。相关技术已向多家行业头部企业输出转化,产生的经济效益已超数亿元。
胡晓明表示,建站以来,该站始终以服务国家战略和湖北支点建设为核心,依托半导体热电材料的核心优势,已累计为企业输送多名技术骨干,有效打通了科研成果从实验室向生产线的转化通道。