研究背景

传统材料科学研究主要依赖“试错”实验方法,按照“配方-制样-烧成-表征-比较”的方式循环迭代，寻求目标材料。材料基因组工程革新现有材料研究范式，将以实验和经验为主的研发策略，逐渐转变为计算和理论预测优先、材料实验验证在后的研究理念。高通量计算和模拟可以加速新材料从发现到应用的进程,缩短研发周期,降低研发成本,将在材料研究中发挥更为重要的作用。随着传统半导体技术逐渐接近物理学极限,通过高通量模拟计算发展新的可替代硅的新型半导体材料和器件已成为当前材料领域的研究热点。

研究内容

该方向将从第一性原理出发,结合分子动力学、紧束缚近似、非平衡格林函数方法、蒙特卡罗方法等不同尺度方法,研发多尺度集成化高通量计算方法与计算软件,通过高通量计算模拟发现新的柔性电子材料,并研究不同温度压强和不同尺度下的电子结构、磁性、弹性性质、输运性质等，建立其化学组分、掺杂、晶体结构和各种物性的数据库,通过数据挖掘探寻材料结构和性能之间的关系模式,筛选可替代硅的稳定低维电子材料包括具有高载流子迁移率半导体材料和具有高居里温度的低维磁性材料，设计具有优良电磁性能的低维电子功能器件。

研究团队

现有固定科研人员13人，其中教授6人，副教授5人，具有扎实的研究工作基础和良好的团队协作精神，长期从事微纳电子材料和器件计算模拟工作，拥有良好的软硬件资源,包括高性能计算集群和计算模拟软件，并积累了一系列的自编程序。

近年来主持完成了10余项国家级科研项目，在Adv.Funct. Mater.; Nat. Commun.;Carbon; Phys.Rev.B; Appl.Phys.Lett.等刊物上发表论文200余篇,其中国际1、2区期刊上发表研究论文100余篇,研究成果获湖南省自然科学二等奖3项。

代表性成果