基于第一性原理计算的低维功能材料分子设计

低维材料具有高比表面积以及独特的物理化学特性,是未来能源、信息等技术领域的重要研究内容,但如何实现特定结构和功能是其实际应用的基础.分子是保持化学结构和特性的最小单元,从分子基元出发,可以实现低维材料结构预测以及功能导向的理论设计.本文综述了低维功能材料理论设计方面的研究进展,结合分子设计策略和第一性原理电子结构计算方法,针对特定结构和性能开展理论设计,预测了复杂二维单质晶体结构以及一系列低维新型光催化材料和自旋电子学材料,并揭示了低维材料功能和分子基元物性之间的对应关系,总结和展望了低维功能材料分子设计的优势与挑战.

BiS2基层状功能材料发展概述

低维层状材料一直是功能材料研究领域的焦点。文章综述近年来被广泛研究的BiS2基层状功能材料自发现以来的重要研究进展,并根据新兴趋势,探讨其未来可能的发展方向,以期对该类材料的实用化进程提供有价值的参考。

低维无机功能材料的氢化调控研究

低维无机功能材料电学行为的调控主要依赖于本征异质原子掺杂,但是该方法在性质调控的同时,由于异质原子的嵌入常导致原有晶体结构对称性发生改变,产生变形扭曲甚至破坏.目前,基于清晰结构调控无机材料功能性依然是极具挑战性的难题.氢作为一种小半径轻原子,对低维无机功能材料的修饰或嵌入为调控无极功能材料物性带来了新思路,特别是通过氢的嵌入可以在结构不发生大变化的前提下调制材料载流子浓度并提升导电率,这已逐渐成为低维无机材料电学行为调控的重要途径.本文概述了近年来发展的系列氢化调控方法,以及通过对电子结构调制实现对电学行为的调控,并基于此广泛应用于能源领域、电子器件及催化等方面.