由江蘇省理學1類研究生教育指導委員會主辦、bv伟德官方网站承辦的2019年江蘇省研究生“新材料設計中的數學與計算”暑期學校，将于2019年8月10日～20日在bv伟德官方网站舉辦。暑期學校将邀請海内外知名專家、教學經驗豐富的教師，介紹材料設計領域的國際前沿動态（學術報告），講解材料設計理論基礎及數值計算方法，新材料設計思路、模型構建、物性計算與分析方法（專題講座），并提供上機實訓。同時，将組織學員參觀蘇州高新區規劃展示館。
熱忱歡迎物理學、光學工程、材料物理與化學、數學相關專業研究生參加！
一、招生人數
拟招收研究生學員80人。
二、時間和地點
時間：2019年8月10日至20日。
地點：江蘇省蘇州市虎丘區學府路99号bv伟德官方网站（石湖校區）逸夫樓224。
乘車路線：從火車站（蘇州站或蘇州北站）乘坐地鐵2号線到盤蠡路站，換乘公交309、318或602路直達蘇科大石湖校區站。若乘坐汽車來蘇州，從蘇州汽車南站下車後乘坐504路直達蘇科大石湖校區站。溫馨提示：蘇州站（火車站）打車到bv伟德官方网站約47元，蘇州北站（火車站）打車到bv伟德官方网站約85元，蘇州汽車南站打車到bv伟德官方网站約22元。
三、報名和選拔
（一）申請資格
1. 熱愛祖國，擁護中國共産黨的領導，遵紀守法，身心健康；
2. 物理學、光學工程、材料物理與化學、數學等專業的博士生和碩士生；
3. 對數值計算及材料設計感興趣；
4. 學生導師同意、所在學院推薦；
5. 遵守暑期學校紀律。
（二）申請材料
1. 暑期學校報名表（見附件1）
2. 暑期學校報名情況彙總表（見附件2）
3. 課程成績單（掃描件）
4. 本人身份證（正反雙面，掃描件）
5. 研究生證（掃描件）
6. 科研成果（僅提供可證明成果信息的論文首頁等掃描件。有科研成果者優先考慮）
（三）申請流程
1. 材料提交
2019年7月15日前，将全部申請材料發送至bv伟德官方网站數理學院朱馮（zhufeng@post.usts.edu.cn，18896551269），收到确認郵件後，視為材料提交成功。
申請材料的格式要求：
（1）所有材料打包壓縮到一個文件夾内，大小不超過10 M。
（2）文件夾命名方式為：申請人所在學校名稱+申請人姓名。
（3）電子郵件主題為：2019年暑期學校申請+申請人姓名。
2. 資格審核
學院組織專家對提交申請的人員進行遴選并公布學員名單。
3. 結果通知
2019年7月20日左右，通知到學員本人。
4. 學員待遇
（1）免收學員注冊費；
（2）學員在暑期學校期間的就餐及住宿由承辦方統一安排，不收取費用；
（3）為錄取學員購買人身意外保險（基本款）；
（4）承辦方為學員報銷往返路費（限額暫定500元，視報名情況調整）。限乘火車（高鐵/動車二等座、硬座、硬卧）、汽車。
（5）完成課程學習和其它相關活動的學員，由江蘇省理學1類研究生教育指導委員會和bv伟德官方网站頒發暑期學校結業證書；
（6）依據學員出勤記錄、課程筆記和研究報告等綜合情況，遴選暑期學校“優秀學員”，并頒發“優秀學員”榮譽證書。
四、主要授課内容
系統介紹材料計算相關理論方法及原理，包括：密度泛函理論、第一性原理、電子結構計算與分析，VASP軟件使用、ATK軟件使用；能帶反折疊方法；貝葉斯優化加速新型鐵性智能材料設計；全局神經網絡勢函數方法和催化應用、數據采集及化學反應人工智能預測；拓撲絕緣體、狄拉克半金屬、外爾半金屬材料設計；新型光伏半導體材料設計；自旋電子學材料、多鐵材料設計；熱電材料設計及熱導率計算；高壓結構相變、晶體結構預測、功能材料設計；拓撲材料的大規模搜索；高通量計算和機器學習方法進行新型太陽能材料設計；低維分子基磁性材料器件的自旋調控。
五、學術報告或專題講座授課教師（按筆畫順序排列，名單持續更新中）
尹萬健（蘇州大學） 江 華（蘇州大學） 楊中芹（複旦大學） 李新征（北京大學） 吳興龍（南京大學） 陳時友（華東師範大學） 周 健（南京大學） 侯柱峰（福建物質結構研究所） 唐 峰（南京大學） 龔士靜（華東師範大學） 薛德祯（西安交通大學） 馬春蘭（bv伟德官方网站） |
劉智攀（複旦大學） 孫 建（南京大學） 李文飛（南京大學） 吳小山（南京大學） 張海軍（南京大學） 陳明星（湖南師範大學） 周麗萍（蘇州大學） 高 雷（蘇州大學） 黃吉平（複旦大學） 程 營（南京大學） Lee A. Burton（上海大學） 張加永（bv伟德官方网站） |
六、安全事宜
報到當日進行安全教育和培訓，承辦單位為學員購買人身意外傷害保險（基本款）。暑期學校學習期間安全由學員本人負責，學員報到時簽署人身安全承諾書。
七、時間安排
1. 結果查詢時間：2019年7月20日左右
2. 暑期學校時間：2019年8月10日～2019年8月20日
八、聯系方式
附專家個人簡介和講座摘要
個人簡介
尹萬健，蘇州大學能源學院、能源與材料創新研究院教授，2000年至2009年在複旦大學物理系分别取得物理學學士和博士學位。2009年至2015年在美國可再生能源國家實驗室、托萊多大學擔任博士後和研究助理教授。2015年回到蘇州大學工作至今。四青人才、江蘇省“雙創人才”、蘇州市緊缺人才。主持國家自然科學面上與青年項目、江蘇省科學基金項目，參與國家重點研發計劃項目。主要從事太陽能材料物性的計算研究，在鈣钛礦太陽能材料，太陽能光解水材料，半導體缺陷物理等方面做出了系列原創性工作，發表論文70餘篇，第一或通訊作者包括PRL, JACS, Adv. Mater.等期刊，論文被引用5000餘次，單篇1000餘次。
太陽能新材料的高通量計算與機器學習研究初探
有機-無機雜化鹵化物鈣钛礦太陽能電池由于其制作過程簡單經濟、效率高等特點，最近幾年受到了不同領域科研工作者的廣泛關注。其六配位的晶體結構顯著有别于傳統四配位的太陽能材料，給太陽能材料的基礎研究帶來了新的出發點。該報告将首先将從理論科學工作者的角度介紹我們對六配位鈣钛礦性質的認識，主要涉及結構穩定性，光學與電學，缺陷與摻雜，以及晶界與界面性質；并在此認識基礎上，利用已有人類知識，将在四配位太陽能材料中展現出來的化學元素演化規律運用到六配位鈣钛礦材料中，嘗試尋找更多可能的新型鈣钛礦材料；最後介紹我們利用高通量計算和機器學習的方法進行新型太陽能材料設計的一些探索。
個人簡介
劉智攀 男，1976年生。現任複旦大學教授、博導。2000-2003年在英國女皇大學攻讀理論化學博士學位，2003-2005在英國劍橋大學從事關于表面科學理論的博士後研究。目前主要從事理論計算化學方法發展和表界面化學反應過程的模拟計算。近年來在複雜勢能面搜尋方法發展，全局神經網絡勢函數構建，多組分複相催化基礎理論等領域，取得了系列重要成果，建立了一套較完善的理論催化研究框架，推進了理論催化化學發展。 發展了新型固液界面溶劑化模型理論方法，闡明了裂解水等系列重要固液界面光/電化學催化的動力學過程；發展了新型全局路徑搜索方法，随機表面行走方法，用于自動化尋找複雜反應網絡，在固體相變理論方面取得重要突破。主持科技部重點研發納米科技項目，973課題,國家自然科學基金重點課題等多項國家級項目課題。已經發表SCI收錄論文130餘篇，其中J.Am.Chem.Soc 24篇，論文總引用數7000多次。曾獲得教育部長江學者和基金委傑出青年基金資助，2004年國際化學與應用化學學會（IUPAC）青年化學家獎，2007年中國化學會青年化學獎，2008年第四屆上海市青年科技英才，2008年上海市高校特聘教授(東方學者)稱号等。擔任科學通報，中國科學化學，J. Chem. Phys.，Chemical Physics Letters編委，J.Phys. Chem. A/B/C 高級編輯。
全局神經網絡勢函數方法和催化應用
如何設計高效專一的催化材料一直是物理化學的基本問題。其中對于催化劑的結構以及催化的活性位的表征和深度理解，是通向催化劑理性設計的關鍵。從理論化學的角度來說，當前表界面電子結構計算和大規模模拟的瓶頸明顯，進展緩慢，納米級别的複雜催化反應體系的計算模拟變得極為困難。為了擺脫此困境，進行大規模、長時間材料和催化過程的原子模拟，近期，我們課題組發展了基于全局勢能面的機器學習神經網NN勢函數，并結合已有的Stochastic Surface Walking (SSW)全局優化算法，過渡态方法等，形成了一個具備較完整功能的大規模原子模拟軟件包，Large Scale Atomic Simulation Package with Neural Network Potential (LASP),并形成網頁服務 www.lasphub.com。本報告最後着重介紹我們近期在全局神經網絡勢函數方法發展，數據采集，化學反應人工智能預測，以及在ZnCrO合成氣催化轉化的進展和一些體會。
個人簡介
江華， 2005年畢業于南京大學物理學院獲學士學位。2010年畢業于中國科學院物理研究所獲博士學位，指導導師為謝心澄、孫慶豐研究員。2010-2012年在北京大學量子材料科學中心牛謙研究組從事博士後研究工作。2013年1月，加入蘇州大學，現任蘇州大學bv伟德官方网站和高等研究院教授。長期從事凝聚态材料中拓撲态與低維材料量子輸運現象的理論研究。迄今已在物理學重要期刊發表學術論文60餘篇，包括Phys. Rev. Lett. 9篇，Nature Commun 1篇， Phys. Rev. B 42篇，引用2500餘次，多個理論預言被實驗證實。現主持江蘇省自然科學基金傑出青年基金和國家自然科學基金優秀青年基金各一項。
摘要1： 石墨烯拓撲界面态的研究
石墨烯拓撲界面态具有獨特的拓撲性質和輸運性質。随着其在凝聚态石墨烯體系和經典波石墨烯體系的一系列重要實驗進展，它們成為了拓撲态研究的一大熱點。本報告将介紹我們幾年來在石墨烯拓撲界面态方面的一系列研究。通過理論模拟和STM實驗相結合，我們證實了雙層石墨烯體系線缺陷導緻的拓撲界面态。我們進一步研究了石墨烯拓撲态的谷輸運性質。特别地，我們發現利用石墨烯拓撲界面态的AB幹涉效應，不僅可以實現谷過濾器以及谷電流的磁場和費米能級的大範圍調控，而且可以實現該拓撲界面态的能帶和貝裡相位的表征。我們發現石墨烯兩種常見拓撲界面态的關系，并利用它們構建了有帶隙的拓撲界面态和拓撲角态，進一步我們在石墨烯光子晶體觀察到了這兩種拓撲态，并讨論了它們的可能用途。最後我們讨論了在二維電子氣體系，利用人工石墨烯拓撲界面态構建一維拓撲超導的可能性。
摘要2： 拓撲态中的無序效應
無序不可避免地存在于拓撲态樣品中，使得體系展現出許多奇異的物理性質。本報告将在講解無序研究的基本方法基礎上，簡要介紹我們過去幾年在拓撲态無序效應研究方面的一些工作，包含無序效應研究的三個主題。對于弱無序，通過對Z2=1量子自旋霍爾态和Z2=0的尺寸誘導的新型拓撲絕緣體輸運性質的研究，證實拓撲态輸運對于無序具有無能耗特性。對于中等無序，通過增強雜質分布的随機性和雜質誘導安德森無序強度，均可驅動體系從正常的金屬态或絕緣态轉變到拓撲安德森絕緣體。強無序能引發金屬絕緣體相變，由于獨有的拓撲特性，拓撲态在無序下擁有豐富的相圖。最後，我們讨論拓撲态無序研究領域的發展趨勢。
個人簡介
孫建，南京大學物理學院和固體微結構物理國家重點實驗室，教授，博士生導師。1998年進入南京大學物理系學習，分别于2002年和2007年獲得本科和博士學位。2007-2013先後在加拿大國家研究委員會、德國波鴻魯爾大學、英國劍橋大學卡文迪許實驗室等地從事博士後研究，2013年受聘于南京大學物理學院。研究興趣主要集中于運用第一性原理計算來研究和探索計算凝聚态物理與材料設計中的科學問題，在高壓結構相變、晶體結構預測、功能材料設計和液體振動光譜等方面做出一系列工作，已在包括Nature Physics，PRL，PNAS，JACS等國際一流學術刊物上發表SCI論文60餘篇。曾獲中國國家自然科學二等獎（第五完成人）、加拿大NSERC獎學金、德國洪堡獎學金、歐盟瑪麗居裡獎學金、中組部海外高層次青年人才、GRC Van Valkenburg獎、江蘇省傑出青年基金、江蘇省雙創人才等榮譽。任中國物理學會高壓物理專業委員會委員，中國材料學會計算材料學分會委員。
用第一性原理計算探索極端條件下的新奇世界
由于在計算精度與計算量之間有較好的平衡，基于密度泛函理論的第一性原理計算和第一性原理分子動力學模拟已成為一種非常重要的研究手段，被廣泛應用于包括物理、化學、材料以及地球和環境等諸多學科領域。以第一性原理計算為代表的計算物理也成為連接實驗物理和理論物理的重要橋梁。本報告将簡單介紹第一性原理計算和模拟的基本概念，并用我們課題組的工作為例，介紹第一性原理計算在一些熱點科研問題，特别是在極端條件下的相變研究和材料設計模拟中的應用。
個人簡介
楊中芹，複旦大學物理學系教授, 1994年于南京大學物理系獲學士學位，2000年于複旦大學物理學系獲博士學位。2000年，複旦大學化學系博士後；2001年美國Virginia Tech物理系博士後。2003年被聘為複旦大學物理系副教授，博士生導師，2008年晉升為教授。研究工作包括拓撲電子态、自旋-軌道耦合體系輸運性質、及納米體系電荷、自旋量子輸運性質的理論研究。近期在兩維材料的量子反常Hall效應、量子自旋Hall效應等的拓撲電子态的方面開展了系列研究，預言了多種體系可以具有這一有趣的拓撲效應，提出出現這一效應的新機制，多次受邀在學術會議上作邀請報告。發表科技論文約90篇，完成多項國家、上海市科研項目，承擔兩項在研國家自然科學基金項目。指導15名博士生和4名碩士生畢業并獲學位。
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.
個人簡介
李文飛，南京大學物理學院教授。1999年内蒙古民族大學本科畢業；2004年中國科學院近代物理研究所獲理學博士學位，專業為粒子物理與原子核物理；2004-2006年在南京大學物理學院做博士後，開展理論與計算生物物理研究；2006年起任南京大學物理學院副教授、教授。2008-2010期間在日本京都大學訪問和開展合作研究。2015年入選南京大學“登峰人才支持計劃”。主要研究興趣是“蛋白質折疊、聚集、以及功能動力學的理論與計算機模拟研究”。
近期代表性論文：
[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).
生物大分子多尺度計算機模拟
蛋白質等生物大分子主要通過多個尺度上的相互作用和構象漲落運動來行使其生物學功能。 以分子動力學為代表的分子模拟技術由于其在時間和空間分辨能力上的特殊優勢，被廣泛應用于生物大分子的結構與功能運動機制研究，已成為與現代結構生物學技術、單分子實驗技術、以及超快光譜學技術互補的重要研究手段。本課程将講授分子動力學方法及其在蛋白質等生物大分子結構和功能動力學研究中的應用。主要内容包括1）分子動力學基本原理介紹；2）生物大分子的全原子分子動力學模拟；3）高效率構象采樣技術及自由能方法；4）分子動力學模拟數據的處理與分析；5）生物大分子的粗粒化分子動力學模拟；6）生物大分子的多尺度分子動力學模拟等。通過本課程學習，期望學員能夠針對具體分子生物物理問題，實現包括分子建模、動力學模拟、數據處理等完整過程，使分子動力學模拟技術能夠成為開展研究課題的得力工具。
個人簡介
李新征，北京大學物理學院，百人計劃研究員、全國優青、教育部青年長江學者。2000年、2003年、2008年，分别在武漢大學物理系、中科院半導體所夏建白院士研究組、德國馬普學會Fritz-Haber研究所Matthias Scheffler教授研究組獲學士、碩士、博士學位。2008-2011年為倫敦大學學院Angelos Michaelides教授研究組博士後。2012年2月加入北京大學物理學院，2017年底取得tenure，長期從事凝聚态計算領域一些計算方法的發展與應用研究。
基于玻恩-黃展開的凝聚态體系第一性原理物性模拟
凝聚态體系的第一性原理物性模拟，基于玻恩-奧本海默近似，可分解為電子結構的計算與原子核運動的描述兩個層面的内容。近年來，随着第一性原理分子模拟手段的發展與實驗上精确測量手段的進步，玻恩-奧本海默近似所忽略掉的諸多現象和過程的描述也逐漸成為物質科學前沿研究的重點。在該系列報告中，我們将基于玻恩-奧本海默近似、玻恩-黃展開兩個概念，以逐層推進的方式，系統介紹凝聚态體系的第一性原理物性模拟的基本方法，包含：第一性原理分子動力學方法基本原理、第一性原理計算的路徑積分分子動力學方法基本原理、玻恩-黃展開基本原理、第一性原理電聲耦合理論的描述等内容。利用這些方法，我們還會從理論層面讨論核量子效應對氫鍵系統結構的影響、高壓下輕元素的相圖與電聲耦合光吸收性質、金屬表面氫原子擴散、量子順電等物理問題中的應用。
個人簡介
吳小山，南京大學教授，博士生導師，物理學院副院長，享受國務院特殊津貼專家，入選教育部新世紀人才計劃支持。主要從事凝聚态物理中材料的結構表征研究、薄膜太陽電池技術開發等，曾獲江蘇省科技進步一等獎、教育部提名國家自然科學二等獎、高等學校自然科學二等獎、中國分析測試基金一等獎等獎勵，獲得第八屆江蘇省青年科技獎、第四屆南京市十大科技之星等榮譽；主持科技部973項目課題、國家自然科學基項目、江蘇省自然科學基金等20餘項。在NC、NPJ:QM、PRL、APL、PRB等期刊發表SCI學術論文300多篇；先後擔任中國晶體學會會員/理事、中國物理學會會員/理事、中國物理學會固體缺陷專業委員會副主任委員兼秘書長、IEEE國際磁學會南京分會主席等學術兼職。現為教育部物理學類專業教學指導委員會委員、副主任。
SrRuO3/SrTiO3薄膜的光緻載流子和晶格的動力學行為
钌酸锶因其巡遊電子特性、高溫非費米液體行為等新穎物理性能受到廣泛關注。激光對钌酸锶薄膜可産生明顯光緻應力和光緻電阻，可以應用于光機械器件和光電子器件。器件性能的提升要求深入探索激光與钌酸锶的耦合物理過程，如激光耦合或脫耦的電子行為、聲子行為等，目前國際上還沒有統一認識。本工作介紹利用超快探測技術研究超短脈沖與钌酸锶薄膜的耦合動力力學行為。我們發現電子與聲子除在亞納秒時間尺度上的相互糾纏，在更短時間尺度，如亞皮秒尺度上也存在強烈耦合，與熱緻應力共同貢獻了光緻應力效果。我們同時研究了溫度對光緻應力弛豫過程的影響。随着溫度升高，電子與聲子相互耦合增強。我們進一步讨論了電子态對光激發載流子弛豫過程的影響，發現光激發載流子的弛豫不能通過費米液體理論給予解釋，表明室溫下钌酸锶是壞金屬行為。
個人簡介
吳興龍，1995年2月博士畢業于南京大學物理系凝聚态物理專業，随後留校工作。現為南京大學物理學院教授、博士生導師，物理學院副院長。長期從事半導體微納結構的設計、發光和拉曼散射特性的研究，近期開展微納結構在光電催化效應方面的探索。在包括Nature Nanotechnol、Nature Commun、Phys Rev Lett、J Am Chem Soc、Nano Lett、Adv Mater、Angew Chem、ACS Nano等高水平雜志上發表論文300餘篇，論文被同行在國際雜志上他引9000餘次，單篇他人引用最高1000餘次。是兩家國際雜志Surface & Interface Analysis和J Mater Sci Technol的編委。2002年獲國家傑出青年基金資助，2007年入選教育部長江學者特聘教授。近年來主持和參與國家科技部 “973”項目、國家自然科學基金委、教育部、江蘇省自然科學基金委等重點和面上項目多項。曾獲國家自然科學四等獎、江蘇省科技進步一、二等獎，2017年獲教育部自然科學一等獎。
微納結構的表面設計及其光電特性研究
報告将從三個方面介紹極性半導體微納結構的設計、晶面誘導的生長和産生的光電磁特性：1）介紹了3C-SiC顆粒的制備和量子限制效應下的發光特性，利用自催化效應，揭示了表面對水的分解可用于高效的氫氣的制備，用丙三醇分子作為表面鈍化劑，可制作在可見光範圍内可調諧的全色固體發光薄膜，在光電子器件和催化領域具有潛在的應用價值；2）在理論預測了具有面心立方結構氧化铟其{100}晶面具有聚集光生空穴的能力基礎上，設計制備出形貌單一、尺寸均勻的規則的立方狀In2O3微米晶，立方狀微米晶展示出較高的光電催化活性，且是極其穩定的；3）用化學氣相沉積法，設計合成了具有兩個{100}面和四個{011}側面的b-FeSi2納米立方體顆粒，立方體顆粒薄膜具有高達15 emu/g的飽和磁化強度以及大約800K的居裡溫度，其磁性來源于b-FeSi2相，且和晶面取向及顆粒尺寸有明顯的依賴關系。此外，b-FeSi2顆粒的磁性對光有靈敏的響應，光照能夠有效地改變磁性，這為材料在自旋電子學方面的應用提供了更多的可能；4）設計了兩種金屬/半金屬和半導體複合結構，可用于高效的氫氣析出。
個人簡介
張海軍，南京大學物理學院和固體微結構物理國家重點實驗室教授，博士生導師。2000年至2004年在中國科學技術大學獲得學士學位，2004年至2009年在中國科學院物理研究所獲得博士學位。2009年至2015年在美國斯坦福大學從事博士後研究。2015年入職南京大學物理學院。2011年獲得香港求是科技基金會“求是傑出科技成就集體獎”；2015年入選青年千人計劃；2016年入選江蘇雙創人才計劃；2018年，獲得霍英東教育基金會第十六屆高等院校青年教師基金資助。研究興趣主要集中在探索和理解凝聚态物理中的新奇物性，兼顧凝聚态物性的基礎研究和凝聚态材料的實際應用。運用多種理論手段（第一性原理方法、緊束縛近似方法和kp模型方法），在拓撲絕緣體、鐵基超導體和相關數值算法三個方面取得了多項國際領先的研究成果。已發表SCI學術論文50餘篇，包括Science，Nature Physics，Nature Communications，Phys. Rev. Lett.，Nature Materials，Nature Nanotechnology，Angew. Chem. Int. Ed等國際一流學術期刊。其中以第一作者身份發表的Nature Physics文章【Zhang et al. Nature Physics 5, 538 (2009)】，單篇引用4000餘次，論文總引用15000餘次。
拓撲材料物性的第一性原理方法研究
拓撲電子态是一類全新的宏觀量子态。人們發現除了電子态的本征能量，電子态的本征波函數中蘊含着更為深刻的物理信息——拓撲不變量，譬如量子霍爾效應中的TKNN數（數學上等價于第一類陳數），可以實現進一步的拓撲分類。随着研究的逐步深入，各種拓撲量子态和拓撲材料不斷地被發現，展現出許多新奇的物理特性，如量子反常霍爾效應中的無耗散電子輸運、量子自旋霍爾效應中的背散射抑制、拓撲絕緣體中的新奇光學響應、拓撲超導體中馬約拉納（Majorana）費米子的非阿貝爾統計特征、外爾（Weyl）半金屬中的手性反常特性等。故而，拓撲材料預期在低能耗電子器件、拓撲量子計算、自旋電子學和熱電效應等方面有着巨大的應用前景。該報告中，首先宏觀上介紹凝聚态物理中拓撲材料及物态方面的研究現狀，然後比較詳細的介紹幾種典型的拓撲材料及其獨特的物理性質，最後介紹如何利用第一性原理計算方法來研究拓撲材料及其物性。
個人簡介
陳時友，華東師範大學信息科學技術學院光電科學與工程系、極化材料與器件教育部重點實驗室研究員。2009年6月獲複旦大學理學博士學位，随後到華東師範大學工作；2011年至2013年，到美國勞倫斯-伯克利國家實驗室材料學部從事博士後研究。主要從事半導體材料和器件的計算模拟和理論設計研究，包括多元化合物半導體、缺陷和雜質物理、薄膜太陽能電池、輻照損傷等方面。在PRL、AM、JACS等期刊發表論文110餘篇，SCI引用6000餘次。曾獲國家自然科學基金優秀青年基金、中組部萬人計劃青年拔尖人才、上海市青年優秀學術帶頭人等項目資助。現擔任半導體學報、Computational Materials Sciences等期刊編委，中國材料研究學會計算材料學分會委員。
多元半導體光伏材料的計算研究
一元和二元化合物半導體及其合金，如IV族Si和Ge、III-V族GaAs和GaN、II-VI族ZnO和CdTe等，具有較高的晶體對稱性，目前已在電子和光電器件中廣泛應用。除此之外，自然界中還存在大量三元、四元化合物半導體，其元素組分和晶格結構的自由度更多，為性質的調控提供了巨大的空間，可能在未來有廣泛應用。例如I2-II-IV-VI4族四元半導體，種類多達數千種，可能在光電、熱電、光催化、非線性光學等領域有廣泛應用。但是，由于多元半導體材料的實驗制備更困難，組分和晶格結構變化的可能性更多，對稱性更低，缺陷和雜相也更容易産生，導緻基本物性的精确表征和調控更加困難，制約了其在功能器件中的應用。基于密度泛函理論的第一性原理計算模拟為研究這些複雜的多元半導體體系提供了強大、高效的工具。本報告中我将介紹近年來我們在多元、低對稱性化合物半導體及其合金的晶體結構、電子能帶、缺陷和雜質、表面和界面等性質研究方面的進展，并結合相關的實驗進展，讨論如何通過計算模拟，設計新型光伏半導體，促進Cu2ZnSn(S,Se)4、Sb2(S,Se)3等薄膜太陽能電池的性能提升。
個人簡介
陳明星，湖南師範大學物理與電子科學學院教授。2004年、2007年分别從湘潭大學獲得本科和碩士學位，2012年3月畢業于維也納大學，獲博士學位。2012-2016相繼在維也納大學、威斯康星大學密爾沃基分校從事研究工作。研究方向為計算凝聚态物理，主要集中在表面低維體系和異質結界面的電子結構、材料的熱電輸運性質以及相關的計算方法研究，發表的研究論文包括Nature Commun.、Nano Lett.、Phys. Rev. B等知名刊物30餘篇。代表性研究工作為：（i）發展了k-projection能帶反折疊方法和相應的計算程序KPROJ；（ii）開發了結合第一性原理軟件包VASP與玻爾茲曼輸運方程研究材料熱電輸運性質的程v2boltz。目前，這些方法和程序已被國内外多個課題組用于其科研之中。主持國家自然科學基金面上項目、湖南省教育廳重點項目，參與國家自然科學基金重大研究計劃集成項目。
k-projection能帶反折疊方法: 理論、算法及應用
第一性原理方法在人們理解材料的物理性質方面發揮了重要作用。在第一性原理框架内，人們常常采用超胞方法模拟界面結構和材料中的摻雜效應。超胞的使用導緻大量的能帶折疊，因而為進一步解釋角分辨光電子譜以及分析摻雜和界面效應對材料能帶結構的影響帶來困難。本報告，我将介紹用于消除能帶折疊的k-projection方法，以及在處理界面結構時的具體算法。之後我将結合具體實例講述該方法在摻雜體系和界面結構中的應用。
個人簡介
周健，南京大學現代工程與應用科學學院。2002 年畢業于南京大學物理系，獲學士學位。2007 年9月在南京大學物理系獲得博士學位。博士畢業後，在南京大學材料科學與工程系進行博士後研究工作。2009 年8 月在南京大學材料科學與工程系從事教學和科研工作。主要從事層狀和低維納米材料的電子結構、磁性、拓撲性質、熱電性質、光學性質的第一性原理研究，在國際相關領域的重要期刊上（PRL, PRB, APL, Sci. Adv.等）發表100多篇論文。
晶體材料晶格熱導率第一性原理計算
當材料兩端有溫度差時，就會有熱能從高溫處流向低溫處，并在材料中形成穩定的溫度梯度，這就是熱傳導現象。材料的熱傳導能力可以用熱導率來描述，它的大小等于熱流密度與溫度梯度的比值。固體材料中的熱傳導有兩個方面的貢獻：電子和晶格。金屬材料的熱導率主要由電子貢獻，它一般與金屬的電導率成正比。而半導體和絕緣體的熱導率主要由晶格貢獻。對材料晶格熱導率的理論研究具有重要的意義，特别是對低晶格熱導率的研究和設計是熱電材料研究中的重點之一。在本報告中，我首先簡要介紹晶格動力學理論、熱電材料、第一性原理計算、晶格熱導率等基礎知識；然後以幾個三維層狀材料為例，介紹如何從第一性原理出發計算材料的晶格熱導率，并研究它們的熱電性質。
拓撲霍爾效應和量子拓撲霍爾效應
霍爾效應（Hall effect）是指在一個通有電流的導體中，如果施加垂直磁場，則在垂直于磁場和電流的方向上産生一個橫向電壓的現象。這一現象由E. H. Hall于1879年發現，次年他進一步發現：在鐵磁導體中的霍爾效應遠大于非磁材料，甚至在不加外磁場時也會有霍爾效應，被稱為反常霍爾效應（anomalous Hall effect）。對于霍爾效應，可以用簡單的洛倫磁力來解釋，而本征的反常霍爾效應則需要利用電子的自旋軌道耦合和Berry曲率才能夠得到解釋。在霍爾效應發現100年後，德國物理學家von Klitzing于1980年發現了整數量子霍爾效應。美籍華裔物理學家崔琦則于1982年發現了分數量子霍爾效應。量子霍爾效應的實現需對材料施加外磁場，且該現象隻在低溫下能夠觀測到，而無外場的反常霍爾效應的量子化則更為困難。直到2013年，我國清華大學和中科院物理所的研究團隊才首次在鐵磁摻雜的拓撲絕緣體中實現了量子化反常霍爾效應。
事實上，反常霍爾效應可能可以更“反常”。 美國Los Alamos國家實驗室C. D. Batista教授和日本東京大學Y. Motome教授分别在2008年和2010年通過對鐵磁三角Kondo晶格的模型研究指出有可能在特定的電子占據數上實現特殊的拓撲霍爾電導的量子化，這種反常量子霍爾效應來自于非共面磁結構而不是通常的自旋軌道耦合作用。
在本報告中，我将簡要介紹各種霍爾效應的基本概念，并特别介紹最近幾年關于拓撲霍爾效應的相關工作，然後将介紹在K0.5RhO2材料中的非共面反鐵磁結構和量子拓撲霍爾。
個人簡介
周麗萍，蘇州大學bv伟德官方网站教授，2007年博士研究生畢業于蘇州大學bv伟德官方网站；2006-2007年新加坡國立大學助理研究員；2008年2月至今，蘇州大學bv伟德官方网站任教。江蘇省青藍工程優秀骨幹教師，主持江蘇省教育廳面上項目，國家自然科學基金青年與面上項目。主要從事分子納器件的電磁輸運特性研究，共發表論文30餘篇，第一和通訊作者的文章包括JACS、APL、JPCC等期刊，論文受到了廣泛的關注。
低維分子基磁性材料器件的自旋調控研究與ATK計算軟件學習
低維分子基磁性材料包括零維有機簇合物和一維納米線，能顯示量子隧道效應和慢馳豫過程等超順磁行為。通過LB膜、STM和納米間隙電極等技術，可将分子磁體嫁接到材料表面，探索其在高密度信息存儲及自旋分子電子學方面的應用。器件中分子/電極界面涉及金屬性、磁性和分子性多種納接觸方式，系統的低維特性會産生量子尺寸效應，這些現象與分子磁性、器件自旋輸運相互影響。
ATK軟件能計算開放系統中的電流、自旋極化的透射譜、本征通道、态密度、分子投影自洽哈密頓軌道和态密度實空間分布等物理量，可用以深入研究分子器件的電磁輸運機制。能方便的綜合分析現有的第一性原理計算結果參數及實驗數據，建立相應的分子自旋電子器件模型，以獲得有效相關的參數。系統揭示電極/有機分子納接觸特性在器件中輸運、探測和輸運增強的影響。将會舉例具體介紹軟件的使用。
個人簡介
侯柱鋒，于1999年在蘭州大學物理系獲得學士學位（電子器件與材料工程專業），2004年在廈門大學物理系獲得博士學位（凝聚态物理專業）。2004年-2016在複旦大學物理系博士後流動站進行博士後階段的研究工作。随後在Atomistix公司亞太分公司(新加坡)工作。2008年10月至2019年3月期間先後工作于日本的北陸先端科學技術大學院大學（博士後）和東京工業大學（博士後）以及日本國立物質材料研究機構（工程師和特别研究員）。2019年4月入職于中國科學院福建物質結構研究所。長期開展材料物性（包括锂離子電池材料的儲锂、半導體材料缺陷性質和碳基材料的氧化還原反應催化等）的第一性原理計算研究工作。最近四年來的工作專注于電子結構數據庫的建設以及利用高通量計算和機器學習等新手法開展新型功能性材料的探索和研究工作。
數據驅動模式和貝葉斯優化在探索和設計新型功能材料中應用
數據驅動和機器學習輔助等新手法在加速具有特定目标物性的材料探索和設計等領域日益展現出它們強大的預測性和高效性。電子結構數據庫和機器學習算法是此類方法中不可缺少的組成單元。該報告将介紹電子結構數據庫建設的基本流程和工具，以及展示利用電子結構數據庫探索高壓誘導的新型超導材料的研究案例。随後将介紹貝葉斯優化算法和該算法在加速材料的原子結構和化學成分設計以及輔助實驗參數優化等方面的成功應用。
個人簡介
高雷，教授，博導，江蘇新沂人。教育部物理學類專業教學指導委員會委員、江蘇省物理學會常務理事、蘇州市物理學會理事長、蘇州大學bv伟德官方网站院長、《物理教師》期刊主編。分獲江蘇省普通高校“青藍工程”中青年學術帶頭人培養人選、江蘇省“333高層次人才培養工程”第三層次培養人選、江蘇省青藍工程創新團隊負責人、蘇州大學東吳學者等。多次赴香港中文大學、新加坡國立大學、澳大利亞國立大學等開展學術合作研究。先後主持國家自然科學基金5項、科技部重大研究計劃973子課題2項、江蘇省自然科學基金3項、和江蘇省高校重大研究計劃1項、博士點聯合基金1項等。兩獲江蘇省科技進步二等獎（排名第一和第二）。已在Phys. Rev. Lett.、Light Sci. & Appl.、Laser & Photon. Rev.、Phys. Rev. A（B）系列、J. Phys. Chem. C、Opt. Express、Opt. Lett.等國際SCI源核心期刊發表論文160餘篇，經SCI檢索他引2000餘次，授權發明專利2件。出版編著1部，主持3項省級教改研究課題和優秀研究生課程。指導本科生兩獲省高校優秀畢業論文三等獎和研究生分獲省優碩論文1篇和校優博論文2篇。
漸變相位超構表面：操控光/電磁波的新思路
先進材料的研究正推動着現代技術的發展。在不斷從大自然中尋找新材料的同時，在過去的二十年中，科學家們正在研制超越自然可用性能的新型人工微結構，即超構材料，這為進一步控制光的行為，揭示光與物質相互作用新機理，提供新的材料基礎。特别是近幾年來，受二維材料研究進展的啟發，光/聲超構表面為調控波的傳播、設計新穎功能器件，如超薄隐身衣、平面超薄透鏡等，提供新的思路。
該報告将首先從初學者的角度簡單介紹超構材料，涉及基本概念、物理特性以及一些基于超構材料的新器件、新效應。在基礎上，從三維的超構材料轉換到二維的超構表面，報告關于漸變相位超構表面的最新前沿研究進展和一些存在的問題。圍繞其中某個問題，我們将報告我們最近的一項重要研究成果：發現相位漸變超構表面中的奇偶性相關的衍射規律。新的衍射公式及相關衍射機制，不僅可以很好地解釋以前理論和實驗中在超構光栅、漸變相位超構表面中觀察到的而無法解釋的異常衍射現象，更重要得是，為進一步操縱電磁波/聲波的傳播提供新的自由度。
個人簡介
唐峰，南京大學物理學院2012級博士研究生，師從萬賢綱教授。2011年南京大學物理學院獲得學士學位。研究興趣包括:介觀系統的電子輸運、超導中的準粒子散射、利用第一性原理軟件計算研究電子性質，包括: Slater-Koster緊束縛模型拟合、通過密度泛函線性響應計算磁交換關聯勢、計算材料的對稱性并分析能帶拓撲等。最近在萬賢綱教授指導下，和合作者提出拓撲材料高效搜索方案，該方案全面考慮了230個空間群，并對晶體庫進行了非磁拓撲材料的大規模搜索，相關文章發表于Nature, Nature Physics, Science Advances上。
搜索拓撲材料的新範式
拓撲材料領域在最近十多年來得到了蓬勃發展，同時，各式各樣的拓撲相被人們提出：時間反演保護的拓撲絕緣體、鏡面對稱保護的拓撲晶體絕緣體、螺旋對稱保護的高階拓撲絕緣體、狄拉克半金屬、實現沙漏型能帶交叉的半金屬、實現多重簡并費米子的半金屬等等。這些紛繁缭亂的拓撲相背後是豐富的晶格對稱，而發現實現這些拓撲相的材料的傳統方案比較低效：對應絕緣體相，一般需要計算各個相對應的拓撲不變量，這個一方面計算量較大，同時很容易漏掉某些拓撲相的判斷； 對應半金屬相，判斷能帶交叉，尤其是高對稱線/面上的能帶交叉，需要根據高對稱線/面上每一個k點能帶所屬的不可約不表示來判斷是否發生能帶反轉。最近我們基于對稱性指标理論----一個關于230個空間群的全面的能帶拓撲分類方案，提出了基于”原子絕緣體基組”實現高效拓撲材料判斷的方案，該方案無需預設任何拓撲相，隻需要計算高對稱點上能帶的不可約表示，通過在”原子絕緣體基組”上做線性展開，根據展開系數就可以快速得到材料是：拓撲（晶體）絕緣體和拓撲半金屬的判斷。我們利用這個方案對晶體庫中所有合适的非磁材料進行了拓撲分類，其中一些新發現的新型拓撲晶體絕緣體，如11号空間群的MoTe2和12号空間群的BiBr都得到了後續工作的證實。
個人簡介
黃吉平，複旦大學物理學系教授、博導、國家傑出青年基金獲得者。2003年獲得香港中文大學物理系博士學位，其後在德國馬普學會高分子研究所做博士後、洪堡學者。2005年9月-2007年2月，複旦大學物理系研究員；2007年3月起，複旦大學物理系教授；2018年1月起，複旦大學特聘教授。2006年2月起，複旦大學物理系博士生導師。2007年1月-2009年3月，複旦大學物理系副系主任。2012年獲得國家基金委優秀青年基金、入選教育部“新世紀優秀人才支持計劃”；2017年獲得國家傑出青年科學基金。
變換熱學及其衍生理論與熱超構材料
變換熱學理論是指基于兩種不同空間之間的坐标變換而實現的一種把空間幾何結構參數精确耦合進熱導率等熱學物理量的一種理論方法。自由操控熱流一直是人類的一個夢想，熱超構材料正是為此目的應運而生，其正起源于變換熱學理論。在此，我将報告該領域自2008年變換熱學理論誕生以來取得的若幹理論和實驗研究進展，其将主要包括以下新奇熱現象或功能器件：熱隐身；熱聚集；熱旋轉；宏觀熱二極管；熱僞裝；熱透明；熱模仿；熱學“點石成金”；熱晶體；環境溫差中零能耗和負能耗保溫；熱對流隐身、聚集、僞裝；熱輻射制冷；等等。我将報告與之相關的微觀或宏觀傳熱機制，亦将對該領域未來發展做若幹展望。
個人簡介
龔士靜，華東師範大學信息學院。2008年在複旦大學物理系獲得理學博士學位，2008年至2010年在中國科學院上海技術物理研究所做博士後，2010年至今在華東師範大學信息學院工作，期間在美國賓夕法尼亞大學與香港大學訪學。主持國家自然科學基金青年與面上項目以及多項上海市自然科學基金。主要從事半導體自旋電子調控以及多鐵材料電控磁性研究，發表SCI論文四十餘篇，其中第一/通訊作者三十篇，包括PNAS，PRL等國際頂級期刊，參與編著《自旋電子學導論》，成果被《中國科學報》等多家重要媒體報道。擔任Nature Commun.，Nano. Lett.等SCI期刊審稿人。
半導體自旋電子學材料以及多鐵材料中電控自旋研究
以電荷自由度為基礎的微納電子技術，經過快速發展遇到了摩爾定律預言的瓶頸。以自旋自由度為基礎的量子信息調控技術有望成為下一代信息存儲基礎。在各種自旋調控方法中，電學方法調控自旋與傳統微納技術最為兼容，同時具有低能耗，高密，高速等優點。在半導體異質結構中，利用表面/界面Rashba自旋軌道耦合，精準控制自旋進動狀态，可以實現全電學自旋調控。在複合多鐵材料中存在界面磁電耦合，基于界面磁電耦合也可實現電學方法調控自旋。自旋軌道耦合與磁電耦合是兩種不同的電控自旋物理基礎。報告将詳細介紹不同表面/界面體系中電控自旋物理機制，包括鐵電/鐵磁界面，二維異質結界面，半導體異質結等，并在此基礎上提出多種自旋多功能器件設計方案。
個人簡介
程營，南京大學物理學院教授。2001年至2010年在南京大學電子系分别取得聲學學士和博士學位，其後進入物理學院工作，2012年被南京大學評聘為副教授，2017年被評聘為教授。獲“江蘇省優秀博士論文獎”和“江蘇省傑出青年基金”。現為中國聲學學會物理聲學分會委員，中國聲學學會和江蘇省聲學學會青年工作委員會委員。是Nature子刊、PRL、APL、PRB等國際學術期刊的審稿人。主持國家自然科學基金項目4項，省部級項目3項；同時作為主要學術骨幹承擔973、國家重點研發計劃3項，是科技部重點領域創新團隊“人工微結構材料光聲調控創新團隊”的核心成員。
主要從事聲學人工材料及新原理聲學功能器件、光聲光熱效應及聲信号處理等方面的研究工作。在Nature Materials、Phys. Rev. Lett.、Adv. Mater.、Phys. Rev. B、Phys. Rev. Appl.、Appl. Phys. Lett.、J. Acoust. Soc. Am.等國際性重要學術刊物上發表論文80餘篇，獲得多項國家發明專利。論文被國内外同行正面SCI他引1300餘次，2篇入選ESI熱點論文（Top 0.1%）、3篇入選ESI高被引論文（Top 1%），獲英國皇家物理學會頒發的中國高被引作者獎（2018年）。研究成果在汽車低頻減振降噪、艦船聲學覆蓋層等方面轉化為可預期的具有應用價值的原型器件。
基于聲學人工材料的聲場調控及相關新原理聲學器件
聲學作為一門經典又常新的學科，它不僅關注物理現象的研究，更與其他技術領域廣泛交叉，在無損檢測、醫學診療、水下探測等領域起到至關重要的作用。然而，經典聲學理論與技術的發展大多受自然材料本身聲學性質瓶頸的限制。通過引入特殊設計的聲學人工材料可打破這種瓶頸并産生自然材料所不具備的特異聲學性能，進而超出傳統聲學理論的限制，為在聲學技術領域形成創新應用提供新途徑。在此報告中，我們将聚焦所在團隊近期利用具有“類量子效應”的聲學人工材料獲得對聲波傳輸、散射等方面進行超常規人工調控的新方法，以及所制備的一系列新原理聲學功能性器件。包括如何利用聲學人工材料在聲學系統中産生類似電子自旋的聲多極子等新穎的聲學模式；如何産生聲波的拓撲傳輸等新奇類量子效應，并與大家熟悉的聲散射抑制、聲波定向發射與接收、抗幹擾聲通信等聲學問題相結合，探索應用于有關實際聲場調控系統；并對該領域中和聲學相關的一些難題和挑戰進行讨論。
個人簡介
薛德祯，西安交通大學材料科學與工程學院、金屬材料強度國家重點實驗室。2012年博士畢業于西安交通大學，獲陝西省優秀博士論文；2013-2016獲得美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室院長博士後（director funded fellow）資助，進行博士後研究。主要研究方向是材料信息學，主要利用機器學習技術，研究缺陷對結構相變（鐵電相變、馬氏體相變等）的影響規律，實現鐵性智能材料的高性能化，緻力于材料學與信息學兩個學科交叉領域的研究。迄今在Nat. Comm.，PNAS，Phys. Rev. Lett.，Adv. Mater., Phys. Rev. B.，Acta Mater.等期刊上發表論文70篇（以第一或通訊作者發表論文30篇）。相關的研究工作受到了國内外同行的關注，被Nature China，MRS Bulletin 等雜志專題評論。
貝葉斯優化加速新型鐵性智能材料的研發
最近的研究表明，利用機器學習和貝葉斯優化算法指導實驗，能夠快速搜尋具有目标性能的新材料。這類适應性設計方案從數據出發，構建材料描述符與材料性能之間的機器學習模型，預測未探索材料性能，進而利用貝葉斯優化算法，推薦下一步進行實驗的材料，合成測試後反饋疊代，通過有限次循環尋找到優異的材料。這一策略成功加速了窄滞後形狀記憶合金、高溫度穩定性壓電陶瓷材料、高硬度高熵合金等材料的研發。本次報告以開發無鉛大電緻應變的鐵電陶瓷材料為例，介紹貝葉斯算法的基礎定理、貝葉斯優化的基本概念與基本策略，以及在材料研發方面的應用。
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.
個人簡介
馬春蘭，bv伟德官方网站數理學院教授、副院長，江蘇省理學1類研究生教育指導委員會委員。2007年7月畢業于複旦大學物理系凝聚态物理專業，獲理學博士學位。2006.02-2006.05意大利國家材料物理研究院學術交流，2007.08-2008.08台灣交通大學電子物理系博士後，2013.04-2014.04美國德克薩斯大學奧斯汀分校（UT@ Austin）物理系訪問學者。2014年入選江蘇省高校“青藍工程”中青年學術帶頭人，2017年入選江蘇省第十四批“六大人才高峰”。2016年獲江蘇省教育科學研究成果獎三等獎（自然科學獎，排名第一）。主要從事計算凝聚态物理領域研究工作，基于密度泛函理論（DFT）第一性原理方法研究鈣钛礦結構過渡金屬氧化物的電子結構、磁性質，以及納米隧道結中電子輸運性質。作為第一作者或通訊作者在Chemical Communications、Applied Physics Letters等學術期刊發表SCI論文40餘篇，被Physical Review Letters、Advanced Materials等學術期刊引用500餘次，單篇第一作者論文被引81次。主持完成國家自然科學基金項目2項。主編《數學物理方法》教材一部（高等教育出版社，2014年）。作為第一/唯一指導教師指導學生獲第十三屆“挑戰杯”全國二等獎、江蘇省物理作品競賽一等獎、江蘇省優秀畢業論文二等獎。
基于氧化鎢的表面增強拉曼散射性能與機理研究
表面增強拉曼（SERS）光譜是一種重要的譜學技術，可以從分子水平上鑒别吸附分子的種類。當前SERS領域最活躍的前沿方向之一是将SERS基底向半導體材料拓展，從而将半導體的廣泛應用性和SERS技術的超靈敏檢測性有機的結合起來。在衆多半導體SERS 基底材料中，氧化鎢材料具有豐富的晶相組成與非化學計量比結構，可通過自摻雜、表面改性等手段引入表面态和雜質能級，從而有效改變其電子結構以實現與探針分子之間的能級匹配，适用于半導體SERS 基底的化學增強機制研究。我們以氧化鎢基底為主要研究對象，采用基于密度泛函理論的第一性原理（HSE06）方法，研究載流子摻雜、氧空位摻雜對氧化鎢類材料的電子結構及SERS性能的影響，為探索提升半導體材料SERS 性能提供全新的思路和途徑。
個人簡介
張加永，bv伟德官方网站數理學院講師，碩士生導師。2011年9月至2016年6月在複旦大學物理學系獲得理學博士學位（碩博連讀），2016年9月至今在bv伟德官方网站數理學院工作，2018年被遴選為碩士生導師。主持國家自然科學基金理論物理專款項目、江蘇省自然科學基金青年基金項目以及江蘇省高等學校自然科學研究面上項目。主要從事計算凝聚态物理方面的研究工作，采用基于密度泛函理論（DFT）的第一性原理計算、緊束縛物理模型近似、kp模型等方法研究：二維材料的電子結構及拓撲特性；量子自旋霍爾效應、量子反常霍爾效應材料；表面及異質結材料；磁性材料等。在Phys. Rev. B, Nano Lett., NPG Asia Materials, npj Quantum Materials, Appl. Phys. Lett.等期刊發表SCI學術論文20餘篇，論文被引用300餘次。
二維拓撲量子态材料的理論計算研究
近年來，拓撲态已成為物理學領域的一個研究熱點，其中量子自旋霍爾态和量子反常霍爾态屬于二維拓撲量子态，尋找和設計具有二維拓撲量子态的材料體系是拓撲态研究領域内的一個非常重要的研究方向。該報告将首先介紹基于類石墨烯及石墨烯異質結的量子反常霍爾效應材料，然後介紹基于多重軌道基(px/py、dxy/dx2-y2、dxz/dyz)的二維簡單三角晶格及二維雙三角晶格緊束縛物理模型的能帶結構和拓撲特性。對于多重軌道基二維簡單三角晶格模型，考慮自旋軌道耦合作用之前，其動量空間的Γ和K/K’點處分别出現二次抛物線性的非-狄拉克型和線性的狄拉克型能帶簡并點，在二維雙三角晶格模型中，由于不等價的兩個三角格子之間的耦合作用而使其能帶僅在Γ點處保持非-狄拉克型簡并點，并以二維三角格子金屬-有機材料為例詳細講解分析此類材料體系的電子結構及拓撲特性。
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