2019年江苏省研究生“新材料设计中的数学与计算”暑期学校第二轮通知

作者:时间:2019-07-22点击数:

由江苏省理学1类研究生教育指导委员会主办、苏州科技大学承办的2019年江苏省研究生“新材料设计中的数学与计算”暑期学校,将于2019810日~20日在苏州科技大学举办。暑期学校将邀请海内外知名专家、教学经验丰富的教师,介绍材料设计领域的国际前沿动态(学术报告),讲解材料设计理论基础及数值计算方法,新材料设计思路、模型构建、物性计算与分析方法(专题讲座),并提供上机实训。同时,将组织学员参观苏州高新区规划展示馆

热忱欢迎物理学、光学工程、材料物理与化学、数学相关专业研究生参加!

一、招生人数

拟招收研究生学员80人。

二、时间和地点

时间:2019810日至20日。

地点:江苏省苏州市虎丘区学府路99号苏州科技大学(石湖校区)逸夫楼224

乘车路线:从火车站(苏州站或苏州北站)乘坐地铁2号线到盘蠡路站,换乘公交309318602路直达苏科大石湖校区站。若乘坐汽车来苏州,从苏州汽车南站下车后乘坐504路直达苏科大石湖校区站。温馨提示:苏州站(火车站)打车到苏州科技大学约47元,苏州北站(火车站)打车到苏州科技大学约85元,苏州汽车南站打车到苏州科技大学约22元。

三、报名和选拔

(一)申请资格

1. 热爱祖国,拥护中国共产党的领导,遵纪守法,身心健康;

2. 物理学、光学工程、材料物理与化学、数学等专业的博士生和硕士生;

3. 对数值计算及材料设计感兴趣;

4. 学生导师同意、所在学院推荐;

5. 遵守暑期学校纪律。

(二)申请材料

1. 暑期学校报名表(见附件1

2. 暑期学校报名情况汇总表(见附件2

3. 课程成绩单(扫描件)

4. 本人身份证(正反双面,扫描件)

5. 研究生证(扫描件)

6. 科研成果(仅提供可证明成果信息的论文首页等扫描件。有科研成果者优先考虑)

(三)申请流程

1. 材料提交

2019715日前,将全部申请材料发送至苏州科技大学数理学院朱冯(zhufeng@post.usts.edu.cn18896551269),收到确认邮件后,视为材料提交成功。

申请材料的格式要求:

1)所有材料打包压缩到一个文件夹内,大小不超过10 M

2)文件夹命名方式为:申请人所在学校名称+申请人姓名。

3)电子邮件主题为:2019年暑期学校申请+申请人姓名。

2. 资格审核

学院组织专家对提交申请的人员进行遴选并公布学员名单。

3. 结果通知

2019720日左右,通知到学员本人。

4. 学员待遇

1)免收学员注册费;

2)学员在暑期学校期间的就餐及住宿由承办方统一安排,不收取费用;

3)为录取学员购买人身意外保险(基本款);

4)承办方为学员报销往返路费(限额暂定500元,视报名情况调整)。限乘火车(高铁/动车二等座、硬座、硬卧)、汽车。

5)完成课程学习和其它相关活动的学员,由江苏省理学1类研究生教育指导委员会和苏州科技大学颁发暑期学校结业证书;

6)依据学员出勤记录、课程笔记和研究报告等综合情况,遴选暑期学校“优秀学员”,并颁发优秀学员荣誉证书。

四、主要授课内容

系统介绍材料计算相关理论方法及原理,包括:密度泛函理论、第一性原理、电子结构计算与分析,VASP软件使用、ATK软件使用;能带反折叠方法;贝叶斯优化加速新型铁性智能材料设计;全局神经网络势函数方法和催化应用、数据采集及化学反应人工智能预测;拓扑绝缘体、狄拉克半金属、外尔半金属材料设计;新型光伏半导体材料设计;自旋电子学材料、多铁材料设计;热电材料设计及热导率计算;高压结构相变、晶体结构预测、功能材料设计;拓扑材料的大规模搜索;高通量计算和机器学习方法进行新型太阳能材料设计;低维分子基磁性材料器件的自旋调控。

五、学术报告或专题讲座授课教师(按笔画顺序排列,名单持续更新中)

尹万健(苏州大学)

华(苏州大学)

杨中芹(复旦大学)

李新征(北京大学)

吴兴龙(南京大学)

陈时友(华东师范大学)

健(南京大学)

侯柱峰(福建物质结构研究所)

峰(南京大学)

龚士静(华东师范大学)

薛德祯(西安交通大学)

马春兰(苏州科技大学)

刘智攀(复旦大学)

建(南京大学)

李文飞(南京大学)

吴小山(南京大学)

张海军(南京大学)

陈明星(湖南师范大学)

周丽萍(苏州大学)

雷(苏州大学)

黄吉平(复旦大学)

营(南京大学)

Lee A. Burton(上海大学)

张加永(苏州科技大学)

六、安全事宜

报到当日进行安全教育和培训,承办单位为学员购买人身意外伤害保险(基本款)。暑期学校学习期间安全由学员本人负责,学员报到时签署人身安全承诺书。

七、时间安排

1. 结果查询时间:2019720日左右

2. 暑期学校时间:2019810日~2019820

八、联系方式


暑期学校项目负责人:

马春兰(手机:13338656792emailwlxmcl@usts.edu.cn

联系人:

张晓渝(手机:15151429886emailxyzhang@usts.edu.cn


张加永(手机:18817583403emailjyzhang@usts.edu.cn





附专家个人简介和讲座摘要

个人简介

尹万健,苏州大学能源学院、能源与材料创新研究院教授,2000年至2009年在复旦大学物理系分别取得物理学学士和博士学位。2009年至2015年在美国可再生能源国家实验室、托莱多大学担任博士后和研究助理教授。2015年回到苏州大学工作至今。四青人才、江苏省“双创人才”、苏州市紧缺人才。主持国家自然科学面上与青年项目、江苏省科学基金项目,参与国家重点研发计划项目。主要从事太阳能材料物性的计算研究,在钙钛矿太阳能材料,太阳能光解水材料,半导体缺陷物理等方面做出了系列原创性工作,发表论文70余篇,第一或通讯作者包括PRL, JACS, Adv. Mater.等期刊,论文被引用5000余次,单篇1000余次。



太阳能新材料的高通量计算与机器学习研究初探

有机-无机杂化卤化物钙钛矿太阳能电池由于其制作过程简单经济、效率高等特点,最近几年受到了不同领域科研工作者的广泛关注。其六配位的晶体结构显著有别于传统四配位的太阳能材料,给太阳能材料的基础研究带来了新的出发点。该报告将首先将从理论科学工作者的角度介绍我们对六配位钙钛矿性质的认识,主要涉及结构稳定性,光学与电学,缺陷与掺杂,以及晶界与界面性质;并在此认识基础上,利用已有人类知识,将在四配位太阳能材料中展现出来的化学元素演化规律运用到六配位钙钛矿材料中,尝试寻找更多可能的新型钙钛矿材料;最后介绍我们利用高通量计算和机器学习的方法进行新型太阳能材料设计的一些探索。




个人简介

刘智攀 男,1976年生。任复旦大学教授、博导。2000-2003年在英国女皇大学攻化学博士学位,2003-2005在英国剑桥大学从事关于表面科学理的博士后研究。目前主要从事理论计算化学方法展和表界面化学反应过程的模拟计算。近年来在复杂势能面搜寻方法发展,全局神经网络势函数构建,多组分复相催化基础理论等领域,取得了系列重要成果,建立了一套完善的理催化研究框架,推了理催化化学发展。 展了新型固液界面溶化模型理方法,明了裂解水等系列重要固液界面光/电化学催化的动力学过程;发展了新型全局路径搜索方法,随机表面行走方法,用于自动化寻找复杂反应网络,在固体相变理论方面取得重要突破。主持科技部重点研发纳米科技项目,973课题,国家自然科学基金重点课题等多国家级项课题。已经发SCI录论130余篇,其中J.Am.Chem.Soc 24篇,论引用7000多次。曾获得教育部长江学者和基金委杰出青年基金资助,2004年国化学与用化学学会(IUPAC)青年化学家2007年中国化学会青年化学2008年第四届上海市青年科技英才,2008年上海市高校特聘教授(东方学者)称号等。担任科学通,中国科学化学,J. Chem. Phys.Chemical Physics Letters编委,J.Phys. Chem. A/B/C 级编辑。


全局神经网络势函数方法和催化应用

如何设计高效专一的催化材料一直是物理化学的基本问题。其中对于催化剂的结构以及催化的活性位的表征和深度理解,是通向催化剂理性设计的关键。从理论化学的角度来说,当前表界面电子结构计算和大规模模拟的瓶颈明显,进展缓慢,纳米级别的复杂催化反应体系的计算模拟变得极为困难。为了摆脱此困境,进行大规模、长时间材料和催化过程的原子模拟,近期,我们课题组发展了基于全局势能面的机器学习神经网NN势函数,并结合已有的Stochastic Surface Walking (SSW)全局优化算法,过渡态方法等,形成了一个具备较完整功能的大规模原子模拟软件包,Large Scale Atomic Simulation Package with Neural Network Potential (LASP),并形成网页服务 www.lasphub.com。本报告最后着重介绍我们近期在全局神经网络势函数方法发展,数据采集,化学反应人工智能预测,以及在ZnCrO合成气催化转化的进展和一些体会。

个人简介

江华 2005年毕业于南京大学物理学院获学士学位。2010年毕业于中国科学院物理研究所获博士学位,指导导师为谢心澄、孙庆丰研究员。2010-2012年在北京大学量子材料科学中心牛谦研究组从事博士后研究工作。20131月,加入苏州大学,现任苏州大学物理科学与技术学院和高等研究院教授。长期从事凝聚态材料中拓扑态与低维材料量子输运现象的理论研究。迄今已在物理学重要期刊发表学术论文60余篇,包括Phys. Rev. Lett. 9篇,Nature Commun 1篇, Phys. Rev. B 42篇,引用2500余次,多个理论预言被实验证实。现主持江苏省自然科学基金杰出青年基金和国家自然科学基金优秀青年基金各一项。


摘要1 石墨烯拓扑界面态的研究

石墨烯拓扑界面态具有独特的拓扑性质和输运性质。随着其在凝聚态石墨烯体系和经典波石墨烯体系的一系列重要实验进展,它们成为了拓扑态研究的一大热点。本报告将介绍我们几年来在石墨烯拓扑界面态方面的一系列研究。通过理论模拟和STM实验相结合,我们证实了双层石墨烯体系线缺陷导致的拓扑界面态。我们进一步研究了石墨烯拓扑态的谷输运性质。特别地,我们发现利用石墨烯拓扑界面态的AB干涉效应,不仅可以实现谷过滤器以及谷电流的磁场和费米能级的大范围调控,而且可以实现该拓扑界面态的能带和贝里相位的表征。我们发现石墨烯两种常见拓扑界面态的关系,并利用它们构建了有带隙的拓扑界面态和拓扑角态,进一步我们在石墨烯光子晶体观察到了这两种拓扑态,并讨论了它们的可能用途。最后我们讨论了在二维电子气体系,利用人工石墨烯拓扑界面态构建一维拓扑超导的可能性。


摘要2 拓扑态中的无序效应

无序不可避免地存在于拓扑态样品中,使得体系展现出许多奇异的物理性质。本报告将在讲解无序研究的基本方法基础上,简要介绍我们过去几年在拓扑态无序效应研究方面的一些工作,包含无序效应研究的三个主题。对于弱无序,通过对Z2=1量子自旋霍尔态和Z2=0的尺寸诱导的新型拓扑绝缘体输运性质的研究,证实拓扑态输运对于无序具有无能耗特性。对于中等无序,通过增强杂质分布的随机性和杂质诱导安德森无序强度,均可驱动体系从正常的金属态或绝缘态转变到拓扑安德森绝缘体。强无序能引发金属绝缘体相变,由于独有的拓扑特性,拓扑态在无序下拥有丰富的相图。最后,我们讨论拓扑态无序研究领域的发展趋势。



个人简介

孙建,南京大学物理学院和固体微结构物理国家重点实验室,教授,博士生导师。1998年进入南京大学物理系学习,分别于2002年和2007年获得本科和博士学位。2007-2013先后在加拿大国家研究委员会、德国波鸿鲁尔大学、英国剑桥大学卡文迪许实验室等地从事博士后研究,2013年受聘于南京大学物理学院。研究兴趣主要集中于运用第一性原理计算来研究和探索计算凝聚态物理与材料设计中的科学问题,在高压结构相变、晶体结构预测、功能材料设计和液体振动光谱等方面做出一系列工作,已在包括Nature PhysicsPRLPNASJACS等国际一流学术刊物上发表SCI论文60余篇。曾获中国国家自然科学二等奖(第五完成人)、加拿大NSERC奖学金、德国洪堡奖学金、欧盟玛丽居里奖学金、中组部海外高层次青年人才、GRC Van Valkenburg奖、江苏省杰出青年基金、江苏省双创人才等荣誉。任中国物理学会高压物理专业委员会委员,中国材料学会计算材料学分会委员。



用第一性原理计算探索极端条件下的新奇世界

由于在计算精度与计算量之间有较好的平衡,基于密度泛函理论的第一性原理计算和第一性原理分子动力学模拟已成为一种非常重要的研究手段,被广泛应用于包括物理、化学、材料以及地球和环境等诸多学科领域。以第一性原理计算为代表的计算物理也成为连接实验物理和理论物理的重要桥梁。本报告将简单介绍第一性原理计算和模拟的基本概念,并用我们课题组的工作为例,介绍第一性原理计算在一些热点科研问题,特别是在极端条件下的相变研究和材料设计模拟中的应用。






个人简介

杨中芹,复旦大学物理学系教授, 1994年于南京大学物理系获学士学位,2000年于复旦大学物理学系获博士学位。2000年,复旦大学化学系博士后;2001年美国Virginia Tech物理系博士后。2003年被聘为复旦大学物理系副教授,博士生导师,2008年晋升为教授。研究工作包括拓扑电子态、自旋-轨道耦合体系输运性质、及纳米体系电荷、自旋量子输运性质的理论研究。近期在两维材料的量子反常Hall效应、量子自旋Hall效应等的拓扑电子态的方面开展了系列研究,预言了多种体系可以具有这一有趣的拓扑效应,提出出现这一效应的新机制,多次受邀在学术会议上作邀请报告。发表科技论文约90篇,完成多项国家、上海市科研项目,承担两项在研国家自然科学基金项目。指导15名博士生和4名硕士生毕业并获学位。

Valley-polarized electronic states in two-dimensional materials

Tong Zhou1, Ningbo Li1, Hua Jiang2, Lei Liu1, Zhongqin Yang1*

1State Key Laboratory of Surface Physics and Key Laboratory for Computational Physical Sciences (MOE) & Department of Physics, Fudan University, Shanghai 200433, China

2College of Physics, Optoelectronics and Energy, Soochow University, Suzhou 215006, China

Tailoring valley degrees of freedom offers fascinating opportunities to realize novel phenomena and emerging applications, often referred to as valleytronics. Novel valley contrasting physics and abundant potential applications, particularly for the information processing industry, have been studied or proposed. In this talk, some interesting valley-polarized electronic states acquired in two-dimensional triangular or hexagonal lattices are introduced. A valley-polarized electronic state, called QSQAH, with one valley owing quantum spin Hall (QSH) effect and another having quantum anomalous Hall (QAH) effect, is found in functionalized Sb monolayers. A tight-binding model based on px and py orbitals is constructed, with which the exotic behaviors of the edge states in the system are investigated. A large-band-gap QSH effect and a valley Hall effect (VHE) appear simultaneously in the bismuth (Bi) monolayers decorated with hydrogen/halogen elements. A staggered exchange field, introduced by transition-metal atom (Cr, Mo, or W) doping or LaFeO3 magnetic substrates, together with the strong spin-orbit coupling (SOC) of bismuth atoms, generates a time-reversal-symmetry broken QSH effect and a huge valley splitting (up to 513 meV) in the system. The competition of SOC and magnetic exchange is analyzed. The VHE is found coexisting with the QAH effect in certain conditions. Our results may promote much applications of these two-dimensional materials in electronics, spintronics, and valleytronics.



个人简介

李文飞,南京大学物理学院教授。1999年内蒙古民族大学本科毕业;2004年中国科学院近代物理研究所获理学博士学位,专业为粒子物理与原子核物理;2004-2006年在南京大学物理学院做博士后,开展理论与计算生物物理研究;2006年起任南京大学物理学院副教授、教授。2008-2010期间在日本京都大学访问和开展合作研究。2015年入选南京大学登峰人才支持计划。主要研究兴趣是蛋白质折叠、聚集、以及功能动力学的理论与计算机模拟研究

近期代表性论文:

[1] W. Li, J. Wang, J. Zhang, S. Takada, W. Wang, Overcoming the bottleneck of enzymatic cycle by steric frustration, Phys. Rev. Lett. 122 (2019) in press.

[2] W. Li, J. Wang, J. Zhang, W. Wang, Molecular simulations of metal-coupled protein folding, Curr. Opin. Struct. Biol. 30: 25-31 (2015).

[3] W. Li, W. Wang and S. Takada, Energy landscape views for interplays among folding, binding, and allostery of calmodulin domains, PNAS, 111: 10550-10555 (2014).

[4] W. Li, T. Terakawa, W. Wang, and S. Takada, Energy landscape and multiroute folding of    topologically complex proteins adenylate kinase and 2ouf-knot, PNAS, 109:17789-17794(2012).

[5] W. Xi, W. Li, and W. Wang, Template Induced Conformational Change of Amyloid-β Monomer, J. Phys. Chem. B, 116, 7398–7405(2012)

[6] W. Li, P. G. Wolynes, and S. Takada, Frustration, specific sequence dependence, and nonlinearity in large-amplitude fluctuations of allosteric proteins, PNAS, 108:3504–3509 (2011).

[7] W. Li, J. Zhang, J. Wang, W. Wang, Metal Coupled folding of Cys2His2 Zinc-finger, JACS, 130: 892-900 (2008).

生物大分子多尺度计算机模拟

蛋白质等生物大分子主要通过多个尺度上的相互作用和构象涨落运动来行使其生物学功能。 以分子动力学为代表的分子模拟技术由于其在时间和空间分辨能力上的特殊优势,被广泛应用于生物大分子的结构与功能运动机制研究,已成为与现代结构生物学技术、单分子实验技术、以及超快光谱学技术互补的重要研究手段。本课程将讲授分子动力学方法及其在蛋白质等生物大分子结构和功能动力学研究中的应用。主要内容包括1)分子动力学基本原理介绍;2)生物大分子的全原子分子动力学模拟;3)高效率构象采样技术及自由能方法;4)分子动力学模拟数据的处理与分析;5)生物大分子的粗粒化分子动力学模拟;6)生物大分子的多尺度分子动力学模拟等。通过本课程学习,期望学员能够针对具体分子生物物理问题,实现包括分子建模、动力学模拟、数据处理等完整过程,使分子动力学模拟技术能够成为开展研究课题的得力工具。



个人简介

李新征,北京大学物理学院,百人计划研究员、全国优青、教育部青年长江学者。2000年、2003年、2008年,分别在武汉大学物理系、中科院半导体所夏建白院士研究组、德国马普学会Fritz-Haber研究所Matthias Scheffler教授研究组获学士、硕士、博士学位。2008-2011年为伦敦大学学院Angelos Michaelides教授研究组博士后。20122月加入北京大学物理学院,2017年底取得tenure,长期从事凝聚态计算领域一些计算方法的发展与应用研究。


基于玻恩-黄展开的凝聚态体系第一性原理物性模拟

凝聚态体系的第一性原理物性模拟,基于玻恩-奥本海默近似,可分解为电子结构的计算与原子核运动的描述两个层面的内容。近年来,随着第一性原理分子模拟手段的发展与实验上精确测量手段的进步,玻恩-奥本海默近似所忽略掉的诸多现象和过程的描述也逐渐成为物质科学前沿研究的重点。在该系列报告中,我们将基于玻恩-奥本海默近似、玻恩-黄展开两个概念,以逐层推进的方式,系统介绍凝聚态体系的第一性原理物性模拟的基本方法,包含:第一性原理分子动力学方法基本原理、第一性原理计算的路径积分分子动力学方法基本原理、玻恩-黄展开基本原理、第一性原理电声耦合理论的描述等内容。利用这些方法,我们还会从理论层面讨论核量子效应对氢键系统结构的影响、高压下轻元素的相图与电声耦合光吸收性质、金属表面氢原子扩散、量子顺电等物理问题中的应用。











个人简介

吴小山,南京大学教授,博士生导师,物理学院副院长,享受国务院特殊津贴专家,入选教育部新世纪人才计划支持。主要从事凝聚态物理中材料的结构表征研究、薄膜太阳电池技术开发等,曾获江苏省科技进步一等奖、教育部提名国家自然科学二等奖、高等学校自然科学二等奖、中国分析测试基金一等奖等奖励,获得第八届江苏省青年科技奖、第四届南京市十大科技之星等荣誉;主持科技部973项目课题、国家自然科学基项目、江苏省自然科学基金等20余项。在NCNPJ:QMPRLAPLPRB等期刊发表SCI学术论文300多篇;先后担任中国晶体学会会员/理事、中国物理学会会员/理事、中国物理学会固体缺陷专业委员会副主任委员兼秘书长、IEEE国际磁学会南京分会主席等学术兼职。现为教育部物理学类专业教学指导委员会委员、副主任。



SrRuO3/SrTiO3薄膜的光致载流子和晶格的动力学行为

钌酸锶因其巡游电子特性、高温非费米液体行为等新颖物理性能受到广泛关注。激光对钌酸锶薄膜可产生明显光致应力和光致电阻,可以应用于光机械器件和光电子器件。器件性能的提升要求深入探索激光与钌酸锶的耦合物理过程,如激光耦合或脱耦的电子行为、声子行为等,目前国际上还没有统一认识。本工作介绍利用超快探测技术研究超短脉冲与钌酸锶薄膜的耦合动力力学行为。我们发现电子与声子除在亚纳秒时间尺度上的相互纠缠,在更短时间尺度,如亚皮秒尺度上也存在强烈耦合,与热致应力共同贡献了光致应力效果。我们同时研究了温度对光致应力弛豫过程的影响。随着温度升高,电子与声子相互耦合增强。我们进一步讨论了电子态对光激发载流子弛豫过程的影响,发现光激发载流子的弛豫不能通过费米液体理论给予解释,表明室温下钌酸锶是坏金属行为。




个人简介

吴兴龙,19952月博士毕业于南京大学物理系凝聚态物理专业,随后留校工作。现为南京大学物理学院教授、博士生导师,物理学院副院长。长期从事半导体微纳结构的设计、发光和拉曼散射特性的研究,近期开展微纳结构在光电催化效应方面的探索。在包括Nature NanotechnolNature CommunPhys Rev LettJ Am Chem SocNano LettAdv MaterAngew ChemACS Nano等高水平杂志上发表论文300余篇,论文被同行在国际杂志上他引9000余次,单篇他人引用最高1000余次。是两家国际杂志Surface & Interface AnalysisJ Mater Sci Technol的编委。2002年获国家杰出青年基金资助,2007年入选教育部长江学者特聘教授。近年来主持和参与国家科技部 “973”项目、国家自然科学基金委、教育部、江苏省自然科学基金委等重点和面上项目多项。曾获国家自然科学四等奖、江苏省科技进步一、二等奖,2017年获教育部自然科学一等奖。


微纳结构的表面设计及其光电特性研究

报告将从三个方面介绍极性半导体微纳结构的设计、晶面诱导的生长和产生的光电磁特性:1)介绍了3C-SiC颗粒的制备和量子限制效应下的发光特性,利用自催化效应,揭示了表面对水的分解可用于高效的氢气的制备,用丙三醇分子作为表面钝化剂,可制作在可见光范围内可调谐的全色固体发光薄膜,在光电子器件和催化领域具有潜在的应用价值;2)在理论预测了具有面心立方结构氧化铟其{100}晶面具有聚集光生空穴的能力基础上,设计制备出形貌单一、尺寸均匀的规则的立方状In2O3微米晶,立方状微米晶展示出较高的光电催化活性,且是极其稳定的;3)用化学气相沉积法,设计合成了具有两个{100}面和四个{011}侧面的b-FeSi2纳米立方体颗粒,立方体颗粒薄膜具有高达15 emu/g的饱和磁化强度以及大约800K的居里温度,其磁性来源于b-FeSi2相,且和晶面取向及颗粒尺寸有明显的依赖关系。此外,b-FeSi2颗粒的磁性对光有灵敏的响应,光照能够有效地改变磁性,这为材料在自旋电子学方面的应用提供了更多的可能;4)设计了两种金属/半金属和半导体复合结构,可用于高效的氢气析出。




个人简介

张海军,南京大学物理学院和固体微结构物理国家重点实验室教授,博士生导师。2000年至2004年在中国科学技术大学获得学士学位,2004年至2009年在中国科学院物理研究所获得博士学位。2009年至2015年在美国斯坦福大学从事博士后研究。2015年入职南京大学物理学院。2011年获得香港求是科技基金会“求是杰出科技成就集体奖”;2015年入选青年千人计划;2016年入选江苏双创人才计划;2018年,获得霍英东教育基金会第十六届高等院校青年教师基金资助。研究兴趣主要集中在探索和理解凝聚态物理中的新奇物性,兼顾凝聚态物性的基础研究和凝聚态材料的实际应用。运用多种理论手段(第一性原理方法、紧束缚近似方法和kp模型方法),在拓扑绝缘体、铁基超导体和相关数值算法三个方面取得了多项国际领先的研究成果。已发表SCI学术论文50余篇,包括ScienceNature PhysicsNature CommunicationsPhys. Rev. Lett.Nature MaterialsNature NanotechnologyAngew. Chem. Int. Ed等国际一流学术期刊。其中以第一作者身份发表的Nature Physics文章【Zhang et al. Nature Physics 5, 538 (2009)】,单篇引用4000余次,论文总引用15000余次。


拓扑材料物性的第一性原理方法研究

拓扑电子态是一类全新的宏观量子态。人们发现除了电子态的本征能量,电子态的本征波函数中蕴含着更为深刻的物理信息——拓扑不变量,譬如量子霍尔效应中的TKNN数(数学上等价于第一类陈数),可以实现进一步的拓扑分类。随着研究的逐步深入,各种拓扑量子态和拓扑材料不断地被发现,展现出许多新奇的物理特性,如量子反常霍尔效应中的无耗散电子输运、量子自旋霍尔效应中的背散射抑制、拓扑绝缘体中的新奇光学响应、拓扑超导体中马约拉纳(Majorana)费米子的非阿贝尔统计特征、外尔(Weyl)半金属中的手性反常特性等。故而,拓扑材料预期在低能耗电子器件、拓扑量子计算、自旋电子学和热电效应等方面有着巨大的应用前景。该报告中,首先宏观上介绍凝聚态物理中拓扑材料及物态方面的研究现状,然后比较详细的介绍几种典型的拓扑材料及其独特的物理性质,最后介绍如何利用第一性原理计算方法来研究拓扑材料及其物性。



个人简介

陈时友,华东师范大学信息科学技术学院光电科学与工程系、极化材料与器件教育部重点实验室研究员。20096月获复旦大学理学博士学位,随后到华东师范大学工作;2011年至2013年,到美国劳伦斯-伯克利国家实验室材料学部从事博士后研究。主要从事半导体材料和器件的计算模拟和理论设计研究,包括多元化合物半导体、缺陷和杂质物理、薄膜太阳能电池、辐照损伤等方面。在PRLAMJACS等期刊发表论文110余篇,SCI引用6000余次。曾获国家自然科学基金优秀青年基金、中组部万人计划青年拔尖人才、上海市青年优秀学术带头人等项目资助。现担任半导体学报、Computational Materials Sciences等期刊编委,中国材料研究学会计算材料学分会委员。



多元半导体光伏材料的计算研究

一元和二元化合物半导体及其合金,如IVSiGeIII-VGaAsGaNII-VIZnOCdTe等,具有较高的晶体对称性,目前已在电子和光电器件中广泛应用。除此之外,自然界中还存在大量三元、四元化合物半导体,其元素组分和晶格结构的自由度更多,为性质的调控提供了巨大的空间,可能在未来有广泛应用。例如I2-II-IV-VI4族四元半导体,种类多达数千种,可能在光电、热电、光催化、非线性光学等领域有广泛应用。但是,由于多元半导体材料的实验制备更困难,组分和晶格结构变化的可能性更多,对称性更低,缺陷和杂相也更容易产生,导致基本物性的精确表征和调控更加困难,制约了其在功能器件中的应用。基于密度泛函理论的第一性原理计算模拟为研究这些复杂的多元半导体体系提供了强大、高效的工具。本报告中我将介绍近年来我们在多元、低对称性化合物半导体及其合金的晶体结构、电子能带、缺陷和杂质、表面和界面等性质研究方面的进展,并结合相关的实验进展,讨论如何通过计算模拟,设计新型光伏半导体,促进Cu2ZnSn(S,Se)4Sb2(S,Se)3等薄膜太阳能电池的性能提升。




个人简介

陈明星,湖南师范大学物理与电子科学学院教授。2004年、2007年分别从湘潭大学获得本科和硕士学位,20123月毕业于维也纳大学,获博士学位。2012-2016相继在维也纳大学、威斯康星大学密尔沃基分校从事研究工作。研究方向为计算凝聚态物理,主要集中在表面低维体系和异质结界面的电子结构、材料的热电输运性质以及相关的计算方法研究,发表的研究论文包括Nature Commun.Nano Lett.Phys. Rev. B等知名刊物30余篇。代表性研究工作为:(i)发展了k-projection能带反折叠方法和相应的计算程序KPROJ;(ii)开发了结合第一性原理软件包VASP与玻尔兹曼输运方程研究材料热电输运性质的程v2boltz。目前,这些方法和程序已被国内外多个课题组用于其科研之中。主持国家自然科学基金面上项目、湖南省教育厅重点项目,参与国家自然科学基金重大研究计划集成项目。



k-projection能带反折叠方法: 理论、算法及应用

  第一性原理方法在人们理解材料的物理性质方面发挥了重要作用。在第一性原理框架内,人们常常采用超胞方法模拟界面结构和材料中的掺杂效应。超胞的使用导致大量的能带折叠,因而为进一步解释角分辨光电子谱以及分析掺杂和界面效应对材料能带结构的影响带来困难。本报告,我将介绍用于消除能带折叠的k-projection方法,以及在处理界面结构时的具体算法。之后我将结合具体实例讲述该方法在掺杂体系和界面结构中的应用。




个人简介

周健,南京大学现代工程与应用科学学院。2002 年毕业于南京大学物理系,获学士学位。2007 9月在南京大学物理系获得博士学位。博士毕业后,在南京大学材料科学与工程系进行博士后研究工作。2009 8 月在南京大学材料科学与工程系从事教学和科研工作。主要从事层状和低维纳米材料的电子结构、磁性、拓扑性质、热电性质、光学性质的第一性原理研究,在国际相关领域的重要期刊上(PRL, PRB, APL, Sci. Adv.等)发表100多篇论文。


晶体材料晶格热导率第一性原理计算

当材料两端有温度差时,就会有热能从高温处流向低温处,并在材料中形成稳定的温度梯度,这就是热传导现象。材料的热传导能力可以用热导率来描述,它的大小等于热流密度与温度梯度的比值。固体材料中的热传导有两个方面的贡献:电子和晶格。金属材料的热导率主要由电子贡献,它一般与金属的电导率成正比。而半导体和绝缘体的热导率主要由晶格贡献。对材料晶格热导率的理论研究具有重要的意义,特别是对低晶格热导率的研究和设计是热电材料研究中的重点之一。在本报告中,我首先简要介绍晶格动力学理论、热电材料、第一性原理计算、晶格热导率等基础知识;然后以几个三维层状材料为例,介绍如何从第一性原理出发计算材料的晶格热导率,并研究它们的热电性质。

拓扑霍尔效应和量子拓扑霍尔效应

霍尔效应(Hall effect)是指在一个通有电流的导体中,如果施加垂直磁场,则在垂直于磁场和电流的方向上产生一个横向电压的现象。这一现象由E. H. Hall1879年发现,次年他进一步发现:在铁磁导体中的霍尔效应远大于非磁材料,甚至在不加外磁场时也会有霍尔效应,被称为反常霍尔效应(anomalous Hall effect)。对于霍尔效应,可以用简单的洛伦磁力来解释,而本征的反常霍尔效应则需要利用电子的自旋轨道耦合和Berry曲率才能够得到解释。在霍尔效应发现100年后,德国物理学家von Klitzing1980年发现了整数量子霍尔效应。美籍华裔物理学家崔琦则于1982年发现了分数量子霍尔效应。量子霍尔效应的实现需对材料施加外磁场,且该现象只在低温下能够观测到,而无外场的反常霍尔效应的量子化则更为困难。直到2013年,我国清华大学和中科院物理所的研究团队才首次在铁磁掺杂的拓扑绝缘体中实现了量子化反常霍尔效应。

事实上,反常霍尔效应可能可以更“反常”。 美国Los Alamos国家实验室C. D. Batista教授和日本东京大学Y. Motome教授分别在2008年和2010年通过对铁磁三角Kondo晶格的模型研究指出有可能在特定的电子占据数上实现特殊的拓扑霍尔电导的量子化,这种反常量子霍尔效应来自于非共面磁结构而不是通常的自旋轨道耦合作用。

在本报告中,我将简要介绍各种霍尔效应的基本概念,并特别介绍最近几年关于拓扑霍尔效应的相关工作,然后将介绍在K0.5RhO2材料中的非共面反铁磁结构和量子拓扑霍尔。



个人简介

周丽萍,苏州大学物理科学与技术学院教授,2007年博士研究生毕业于苏州大学物理科学与技术学院;2006-2007年新加坡国立大学助理研究员;20082月至今,苏州大学物理科学与技术学院任教。江苏省青蓝工程优秀骨干教师,主持江苏省教育厅面上项目,国家自然科学基金青年与面上项目。主要从事分子纳器件的电磁输运特性研究,共发表论文30余篇,第一和通讯作者的文章包括JACSAPLJPCC等期刊,论文受到了广泛的关注。



低维分子基磁性材料器件的自旋调控研究与ATK计算软件学习

低维分子基磁性材料包括零维有机簇合物和一维纳米线,能显示量子隧道效应和慢驰豫过程等超顺磁行为。通过LB膜、STM和纳米间隙电极等技术,可将分子磁体嫁接到材料表面,探索其在高密度信息存储及自旋分子电子学方面的应用。器件中分子/电极界面涉及金属性、磁性和分子性多种纳接触方式,系统的低维特性会产生量子尺寸效应,这些现象与分子磁性、器件自旋输运相互影响。

ATK软件能计算开放系统中的电流、自旋极化的透射谱、本征通道、态密度、分子投影自洽哈密顿轨道和态密度实空间分布等物理量,可用以深入研究分子器件的电磁输运机制。能方便的综合分析现有的第一性原理计算结果参数及实验数据,建立相应的分子自旋电子器件模型,以获得有效相关的参数。系统揭示电极/有机分子纳接触特性在器件中输运、探测和输运增强的影响。将会举例具体介绍软件的使用。




个人简介

侯柱锋,于1999年在兰州大学物理系获得学士学位(电子器件与材料工程专业),2004年在厦门大学物理系获得博士学位(凝聚态物理专业)。2004-2016在复旦大学物理系博士后流动站进行博士后阶段的研究工作。随后在Atomistix公司亚太分公司(新加坡)工作。200810月至20193月期间先后工作于日本的北陆先端科学技术大学院大学(博士后)和东京工业大学(博士后)以及日本国立物质材料研究机构(工程师和特别研究员)。20194月入职于中国科学院福建物质结构研究所。长期开展材料物性(包括锂离子电池材料的储锂、半导体材料缺陷性质和碳基材料的氧化还原反应催化等)的第一性原理计算研究工作。最近四年来的工作专注于电子结构数据库的建设以及利用高通量计算和机器学习等新手法开展新型功能性材料的探索和研究工作。



数据驱动模式和贝叶斯优化在探索和设计新型功能材料中应用

数据驱动和机器学习辅助等新手法在加速具有特定目标物性的材料探索和设计等领域日益展现出它们强大的预测性和高效性。电子结构数据库和机器学习算法是此类方法中不可缺少的组成单元。该报告将介绍电子结构数据库建设的基本流程和工具,以及展示利用电子结构数据库探索高压诱导的新型超导材料的研究案例。随后将介绍贝叶斯优化算法和该算法在加速材料的原子结构和化学成分设计以及辅助实验参数优化等方面的成功应用。





个人简介

高雷,教授,博导,江苏新沂人。教育部物理学类专业教学指导委员会委员、江苏省物理学会常务理事、苏州市物理学会理事长、苏州大学物理科学与技术学院院长、《物理教师》期刊主编。分获江苏省普通高校“青蓝工程”中青年学术带头人培养人选、江苏省“333高层次人才培养工程”第三层次培养人选、江苏省青蓝工程创新团队负责人、苏州大学东吴学者等。多次赴香港中文大学、新加坡国立大学、澳大利亚国立大学等开展学术合作研究。先后主持国家自然科学基金5项、科技部重大研究计划973子课题2项、江苏省自然科学基金3项、和江苏省高校重大研究计划1项、博士点联合基金1项等。两获江苏省科技进步二等奖(排名第一和第二)。已在Phys. Rev. Lett.Light Sci. & Appl.Laser & Photon. Rev.Phys. Rev. AB)系列、J. Phys. Chem. COpt. ExpressOpt. Lett.等国际SCI源核心期刊发表论文160余篇,经SCI检索他引2000余次,授权发明专利2件。出版编著1部,主持3项省级教改研究课题和优秀研究生课程。指导本科生两获省高校优秀毕业论文三等奖和研究生分获省优硕论文1篇和校优博论文2篇。


渐变相位超构表面:操控光/电磁波的新思路

先进材料的研究正推动着现代技术的发展。在不断从大自然中寻找新材料的同时,在过去的二十年中,科学家们正在研制超越自然可用性能的新型人工微结构,即超构材料,这为进一步控制光的行为,揭示光与物质相互作用新机理,提供新的材料基础。特别是近几年来,受二维材料研究进展的启发,光/声超构表面为调控波的传播、设计新颖功能器件,如超薄隐身衣、平面超薄透镜等,提供新的思路。

该报告将首先从初学者的角度简单介绍超构材料,涉及基本概念、物理特性以及一些基于超构材料的新器件、新效应。在基础上,从三维的超构材料转换到二维的超构表面,报告关于渐变相位超构表面的最新前沿研究进展和一些存在的问题。围绕其中某个问题,我们将报告我们最近的一项重要研究成果:发现相位渐变超构表面中的奇偶性相关的衍射规律。新的衍射公式及相关衍射机制,不仅可以很好地解释以前理论和实验中在超构光栅、渐变相位超构表面中观察到的而无法解释的异常衍射现象,更重要得是,为进一步操纵电磁波/声波的传播提供新的自由度。

个人简介

唐峰,南京大学物理学院2012级博士研究生,师从万贤纲教授。2011年南京大学物理学院获得学士学位。研究兴趣包括:介观系统的电子输运、超导中的准粒子散射、利用第一性原理软件计算研究电子性质,包括: Slater-Koster紧束缚模型拟合、通过密度泛函线性响应计算磁交换关联势、计算材料的对称性并分析能带拓扑等。最近在万贤纲教授指导下,和合作者提出拓扑材料高效搜索方案,该方案全面考虑了230个空间群,并对晶体库进行了非磁拓扑材料的大规模搜索,相关文章发表于Nature, Nature Physics, Science Advances上。



搜索拓扑材料的新范式

拓扑材料领域在最近十多年来得到了蓬勃发展,同时,各式各样的拓扑相被人们提出:时间反演保护的拓扑绝缘体、镜面对称保护的拓扑晶体绝缘体、螺旋对称保护的高阶拓扑绝缘体、狄拉克半金属、实现沙漏型能带交叉的半金属、实现多重简并费米子的半金属等等。这些纷繁缭乱的拓扑相背后是丰富的晶格对称,而发现实现这些拓扑相的材料的传统方案比较低效:对应绝缘体相,一般需要计算各个相对应的拓扑不变量,这个一方面计算量较大,同时很容易漏掉某些拓扑相的判断; 对应半金属相,判断能带交叉,尤其是高对称线/面上的能带交叉,需要根据高对称线/面上每一个k点能带所属的不可约不表示来判断是否发生能带反转。最近我们基于对称性指标理论----一个关于230个空间群的全面的能带拓扑分类方案,提出了基于原子绝缘体基组实现高效拓扑材料判断的方案,该方案无需预设任何拓扑相,只需要计算高对称点上能带的不可约表示,通过在原子绝缘体基组上做线性展开,根据展开系数就可以快速得到材料是:拓扑(晶体)绝缘体和拓扑半金属的判断。我们利用这个方案对晶体库中所有合适的非磁材料进行了拓扑分类,其中一些新发现的新型拓扑晶体绝缘体,如11号空间群的MoTe212号空间群的BiBr都得到了后续工作的证实。




个人简介

黄吉平,复旦大学物理学系教授、博导、国家杰出青年基金获得者。2003年获得香港中文大学物理系博士学位,其后在德国马普学会高分子研究所做博士后、洪堡学者。20059-20072月,复旦大学物理系研究员;20073月起,复旦大学物理系教授;20181月起,复旦大学特聘教授。20062月起,复旦大学物理系博士生导师。20071-20093月,复旦大学物理系副系主任。2012年获得国家基金委优秀青年基金、入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”;2017年获得国家杰出青年科学基金。



变换热学及其衍生理论与热超构材料

变换热学理论是指基于两种不同空间之间的坐标变换而实现的一种把空间几何结构参数精确耦合进热导率等热学物理量的一种理论方法。自由操控热流一直是人类的一个梦想,热超构材料正是为此目的应运而生,其正起源于变换热学理论。在此,我将报告该领域自2008年变换热学理论诞生以来取得的若干理论和实验研究进展,其将主要包括以下新奇热现象或功能器件:热隐身;热聚集;热旋转;宏观热二极管;热伪装;热透明;热模仿;热学“点石成金”;热晶体;环境温差中零能耗和负能耗保温;热对流隐身、聚集、伪装;热辐射制冷;等等。我将报告与之相关的微观或宏观传热机制,亦将对该领域未来发展做若干展望。





个人简介

龚士静,华东师范大学信息学院。2008年在复旦大学物理系获得理学博士学位,2008年至2010年在中国科学院上海技术物理研究所做博士后,2010年至今在华东师范大学信息学院工作,期间在美国宾夕法尼亚大学与香港大学访学。主持国家自然科学基金青年与面上项目以及多项上海市自然科学基金。主要从事半导体自旋电子调控以及多铁材料电控磁性研究,发表SCI论文四十余篇,其中第一/通讯作者三十篇,包括PNASPRL等国际顶级期刊,参与编著《自旋电子学导论》,成果被《中国科学报》等多家重要媒体报道。担任Nature Commun.Nano. Lett.SCI期刊审稿人。



半导体自旋电子学材料以及多铁材料中电控自旋研究

以电荷自由度为基础的微纳电子技术,经过快速发展遇到了摩尔定律预言的瓶颈。以自旋自由度为基础的量子信息调控技术有望成为下一代信息存储基础。在各种自旋调控方法中,电学方法调控自旋与传统微纳技术最为兼容,同时具有低能耗,高密,高速等优点。在半导体异质结构中,利用表面/界面Rashba自旋轨道耦合,精准控制自旋进动状态,可以实现全电学自旋调控。在复合多铁材料中存在界面磁电耦合,基于界面磁电耦合也可实现电学方法调控自旋。自旋轨道耦合与磁电耦合是两种不同的电控自旋物理基础。报告将详细介绍不同表面/界面体系中电控自旋物理机制,包括铁电/铁磁界面,二维异质结界面,半导体异质结等,并在此基础上提出多种自旋多功能器件设计方案。



个人简介

程营,南京大学物理学院教授。2001年至2010年在南京大学电子系分别取得声学学士和博士学位,其后进入物理学院工作,2012年被南京大学评聘为副教授,2017年被评聘为教授。获“江苏省优秀博士论文奖”和“江苏省杰出青年基金”。现为中国声学学会物理声学分会委员,中国声学学会和江苏省声学学会青年工作委员会委员。是Nature子刊、PRLAPLPRB等国际学术期刊的审稿人。主持国家自然科学基金项目4项,省部级项目3项;同时作为主要学术骨干承担973、国家重点研发计划3项,是科技部重点领域创新团队“人工微结构材料光声调控创新团队”的核心成员。

主要从事声学人工材料及新原理声学功能器件、光声光热效应及声信号处理等方面的研究工作。在Nature MaterialsPhys. Rev. Lett.Adv. Mater.Phys. Rev. BPhys. Rev. Appl.Appl. Phys. Lett.J. Acoust. Soc. Am.等国际性重要学术刊物上发表论文80余篇,获得多项国家发明专利。论文被国内外同行正面SCI他引1300余次,2篇入选ESI热点论文(Top 0.1%)、3篇入选ESI高被引论文(Top 1%),获英国皇家物理学会颁发的中国高被引作者奖(2018年)。研究成果在汽车低频减振降噪、舰船声学覆盖层等方面转化为可预期的具有应用价值的原型器件。


基于声学人工材料的声场调控及相关新原理声学器件

声学作为一门经典又常新的学科,它不仅关注物理现象的研究,更与其他技术领域广泛交叉,在无损检测、医学诊疗、水下探测等领域起到至关重要的作用。然而,经典声学理论与技术的发展大多受自然材料本身声学性质瓶颈的限制。通过引入特殊设计的声学人工材料可打破这种瓶颈并产生自然材料所不具备的特异声学性能,进而超出传统声学理论的限制,为在声学技术领域形成创新应用提供新途径。在此报告中,我们将聚焦所在团队近期利用具有“类量子效应”的声学人工材料获得对声波传输、散射等方面进行超常规人工调控的新方法,以及所制备的一系列新原理声学功能性器件。包括如何利用声学人工材料在声学系统中产生类似电子自旋的声多极子等新颖的声学模式;如何产生声波的拓扑传输等新奇类量子效应,并与大家熟悉的声散射抑制、声波定向发射与接收、抗干扰声通信等声学问题相结合,探索应用于有关实际声场调控系统;并对该领域中和声学相关的一些难题和挑战进行讨论。



个人简介

薛德祯,西安交通大学材料科学与工程学院、金属材料强度国家重点实验室。2012年博士毕业于西安交通大学,获陕西省优秀博士论文;2013-2016获得美国洛斯阿拉莫斯国家实验室院长博士后(director funded fellow)资助,进行博士后研究。主要研究方向是材料信息学,主要利用机器学习技术,研究缺陷对结构相变(铁电相变、马氏体相变等)的影响规律,实现铁性智能材料的高性能化,致力于材料学与信息学两个学科交叉领域的研究。迄今在Nat. Comm.PNASPhys. Rev. Lett.Adv. Mater., Phys. Rev. B.Acta Mater.等期刊上发表论文70篇(以第一或通讯作者发表论文30篇)。相关的研究工作受到了国内外同行的关注,被Nature ChinaMRS Bulletin 等杂志专题评论。



贝叶斯优化加速新型铁性智能材料的研发

最近的研究表明,利用机器学习和贝叶斯优化算法指导实验,能够快速搜寻具有目标性能的新材料。这类适应性设计方案从数据出发,构建材料描述符与材料性能之间的机器学习模型,预测未探索材料性能,进而利用贝叶斯优化算法,推荐下一步进行实验的材料,合成测试后反馈迭代,通过有限次循环寻找到优异的材料。这一策略成功加速了窄滞后形状记忆合金、高温度稳定性压电陶瓷材料、高硬度高熵合金等材料的研发。本次报告以开发无铅大电致应变的铁电陶瓷材料为例,介绍贝叶斯算法的基础定理、贝叶斯优化的基本概念与基本策略,以及在材料研发方面的应用。





BIO

Lee A. Burton finished his PhD at the University of Bath in England in 2014. Since then he has been awarded 2 international post-doc fellowships (to work in Japan and Belgium) and the European Seal of Excellence in 2018.


His previous job was working as part of The Materials Project, screening all known materials for various applications from catalysis to hydrogen storage. Now he is hoping to use his expertise with handling big data to effectively incorporate machine learning into the process of property prediction and materials discovery.



Materials Project and Pymatgen: a Hands-On Tutorial


Large data handling, or ‘big data’, underpins the so-called 4th paradigm of scientific discovery.[1] In materials science this necessitates massive repositories of consistent, reliable and open-access data. My tutorial will cover the use of the Materials Project as a resource for this data, to screen all known materials. [2]

  I will explain the relationship between the data, the software and the underlying calculations. This will involve introducing the pymatgen python package, which is the software used to build, access and analyse the density functional theory calculations.[3] Then, I will show how to retrieve results from the Materials Project platform with a series of increasingly sophisticated methods, depending on the level of control you require. Finally, I will demonstrate how to set-up your own jobs for running any number of calculations automatically. These calculations can be performed at a consistent level to the materials project allowing for a direct comparison with existing results or tailored to your specific research.

  I will write and run the codes in real time and encourage all participants to follow along if they have a personal computer. We can work with linux, apple and windows machines and I assume no background knowledge on the subject, so everyone is welcome.


[1] T. Hey et al. The Fourth Paradigm: Data-Intensive Scientific Discovery; Microsoft Research, 2009

[2] A. Jain et al. Commentary: The Materials Project: A materials genome approach to accelerating materials innovation, APL Mater., 2013, 1, 11002, doi:10.1063/1.4812323.

[3] S. P. Ong et al. Python Materials Genomics (pymatgen): A Robust, Open-Source Python Library for Materials Analysis. Computational Materials Science, 2013, 68, 314–319.





个人简介

马春兰苏州科技大学数理学院教授、副院长,江苏省理学1类研究生教育指导委员会委员。20077月毕业于复旦大学物理系凝聚态物理专业,获理学博士学位。2006.02-2006.05意大利国家材料物理研究院学术交流,2007.08-2008.08台湾交通大学电子物理系博士后,2013.04-2014.04美国德克萨斯大学奥斯汀分校(UT@ Austin)物理系访问学者。2014年入选江苏省高校“青蓝工程”中青年学术带头人,2017年入选江苏省第十四批“六大人才高峰”。2016年获江苏省教育科学研究成果奖三等奖(自然科学奖,排名第一)。主要从事计算凝聚态物理领域研究工作,基于密度泛函理论(DFT)第一性原理方法研究钙钛矿结构过渡金属氧化物的电子结构、磁性质,以及纳米隧道结中电子输运性质。作为第一作者或通讯作者在Chemical CommunicationsApplied Physics Letters等学术期刊发表SCI论文40余篇,被Physical Review LettersAdvanced Materials等学术期刊引用500余次,单篇第一作者论文被引81次。主持完成国家自然科学基金项目2项。主编《数学物理方法》教材一部(高等教育出版社,2014年)。作为第一/唯一指导教师指导学生获第十三届“挑战杯”全国二等奖、江苏省物理作品竞赛一等奖、江苏省优秀毕业论文二等奖。


基于氧化钨的表面增强拉曼散射性能与机理研究

表面增强拉曼(SERS)光谱是一种重要的谱学技术,可以从分子水平上鉴别吸附分子的种类。当前SERS领域最活跃的前沿方向之一是将SERS基底向半导体材料拓展,从而将半导体的广泛应用性和SERS技术的超灵敏检测性有机的结合起来。在众多半导体SERS 基底材料中,氧化钨材料具有丰富的晶相组成与非化学计量比结构,可通过自掺杂、表面改性等手段引入表面态和杂质能级,从而有效改变其电子结构以实现与探针分子之间的能级匹配,适用于半导体SERS 基底的化学增强机制研究。我们以氧化钨基底为主要研究对象,采用基于密度泛函理论的第一性原理(HSE06)方法,研究载流子掺杂、氧空位掺杂对氧化钨类材料的电子结构及SERS性能的影响,为探索提升半导体材料SERS 性能提供全新的思路和途径。




个人简介

张加永,苏州科技大学数理学院讲师,硕士生导师。20119月至20166月在复旦大学物理学系获得理学博士学位(硕博连读),20169月至今在苏州科技大学数理学院工作,2018年被遴选为硕士生导师。主持国家自然科学基金理论物理专款项目、江苏省自然科学基金青年基金项目以及江苏省高等学校自然科学研究面上项目。主要从事计算凝聚态物理方面的研究工作,采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算、紧束缚物理模型近似、kp模型等方法研究:二维材料的电子结构及拓扑特性;量子自旋霍尔效应、量子反常霍尔效应材料;表面及异质结材料;磁性材料等。在Phys. Rev. B, Nano Lett., NPG Asia Materials, npj Quantum Materials, Appl. Phys. Lett.等期刊发表SCI学术论文20余篇,论文被引用300余次。



二维拓扑量子态材料的理论计算研究

近年来,拓扑态已成为物理学领域的一个研究热点,其中量子自旋霍尔态和量子反常霍尔态属于二维拓扑量子态,寻找和设计具有二维拓扑量子态的材料体系是拓扑态研究领域内的一个非常重要的研究方向。该报告将首先介绍基于类石墨烯及石墨烯异质结的量子反常霍尔效应材料,然后介绍基于多重轨道基(px/pydxy/dx2-y2dxz/dyz)的二维简单三角晶格及二维双三角晶格紧束缚物理模型的能带结构和拓扑特性。对于多重轨道基二维简单三角晶格模型,考虑自旋轨道耦合作用之前,其动量空间的ΓK/K’点处分别出现二次抛物线性的非-狄拉克型和线性的狄拉克型能带简并点,在二维双三角晶格模型中,由于不等价的两个三角格子之间的耦合作用而使其能带仅在Γ点处保持非-狄拉克型简并点,并以二维三角格子金属-有机材料为例详细讲解分析此类材料体系的电子结构及拓扑特性。


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