4月10日,北京理工大学教授郭伟到昆明理工大学材料科学与工程学院作题为“功能材料物理化学性质的计算与调控”的报告。
报告指出,功能材料及器件的物理化学性质经常受到缺陷以及表面、界面微结构的显著影响,对这些因素的研究和模拟对于提高材料和器件的性能、稳定性等指标有重要意义。通过第一性原理计算研究了几种合金和半导体材料的电子结构、材料性能与缺陷、表面、界面等外在因素的关系。在合金催化性能调控方面,利用DFT 结合KMC 的多尺度动力学模拟方法预言了一种能使氨气分解催化活性提高2~3个数量级的亚单层“缺陷”Ni/Pt合金表面,定量解析了活性位之间的协同效应对实现多功能催化的作用。
半导体方面,通过DFT计算预测了稀土掺杂CaTiO3的稳定生长条件和掺杂构型与价态,这些因素的调控将影响材料的荧光特性;而在CuInS2半导体中,计算表明改变[Cu]/[In]比率引入的复合缺陷对材料的能带和光吸收、发光性质有重要影响。此外,通过理论计算Sr2CoMoO6 (SCMO)与BaTiO3 (BTO)的异质节,阐明了磁电耦合机制。
据了解,自从20世纪70年代以来,第一性原理计算在计算固态物理学中一直很受欢迎。与之前的方法相比,密度泛函理论(DFT)的优势在于其优异的性价比。DFT方法可以用足够的准确度研究大的分子系统,从而增强电子结构理论固有的解读和预测能力。现今科研理论计算和实验紧密结合,量子力学计算方法用于化学和物理学中计算原子,分子和固体的电子结构。
郭伟,北京理工大学物理学院,研究员,博士生导师。主要从事凝聚态材料计算和表面物理化学领域研究。在包括美国化学工程师协会年会、美国工业与应用数学学会、China Nano等国际重要学术会议上作报告5次,担任多个国际期刊的特约审稿人。现自然科学基金结题1项,主持全链条科技创新专项1项,参与科技部重大专项1项。(昆明理工大学党委宣传部)