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。2019年4月10日下午。北京理工大学郭伟教授应邀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。
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。这里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，阐明了它们的磁电耦合机制。
报告人简介: 郭伟，北京理工大学物理学院，研究员，博士生导师。1998-2002，中国科学技术大学获得物理学士。2002-2007，中国科学院物理研究所纳米与器件物理实验室, 凝聚态物理博士。2007-2008, Fritz-Haber研究所理论系, 博士后。2008-2011, 丹麦技术大学物理系，博士后。2011-2014, 美国特拉华大学化学与分子生物工程学院，博士后研究员。2015-至今，北理工物理学院。主要从事凝聚态材料计算和表面物理化学领域研究1） 第一性原理材料计算：动力学模型以及计算方法的程序开发；多尺度体系计算；表面物理与化学过程、分子自组装吸附；表面催化和反应动力学模拟；多尺度体系计算模拟；2） 量子功能材料设计：金属core-shell纳米颗粒、二维材料在光催化、能源，环保技术等领域的设计和应用；含能材料设计，以及结构与性能的预估模型。目前，在Nature Chem.、Nature Commun.、Phys. Rev. Lett.、ACS Catal.等期刊上发表论文共30余篇。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。
昆明理工大学低维纳米材料真空实验室 