基於密度泛函理論計算的類石墨烯材料的創新與發現

2004年以來石墨烯在實驗中的成功製備極大地激發了人們研究石墨烯及類石墨烯二維材料的熱情。南開大學周震教授課題組與美國波多黎各大學陳中方教授合作自2008年以來系統開展了摻雜石墨烯和類石墨烯二維材料的系統研究，最早開展了石墨烷(氫化石墨烯)納米帶、氫化h-BN納米帶和MoS2納米帶的計算研究，通過計算設計了一種具有Si平面四配位成鍵特徵的SiC2Silagraphene，並開展了具有單層厚度的二維金屬有機骨架(MOFs)材料的計算研究。

研究小組通過密度泛函理論計算研究和設計了系列石墨烯及類石墨烯二維材料，包括吡啶氮摻雜石墨烯[Li, Zhou*, Shen, Chen*,ACS Nano2009,3, 1952, ESI近十年高被引論文]、MoS2單層/條帶[Li, Zhou*,Zhang, Chen*,J. Am. Chem. Soc.2008,130, 16739，ESI近十年高被引論文]和氫化BN單層/條帶[Chen, Li, Yu, Li, Zhang, Zhou*, Chen*,J. Am. Chem. Soc.2010,132, 1699]，並設計了含有平面四配位硅(ptSi)的二維結構SiC2Silagraphene[Li, Li, Zhou*, Chen*,J. Am. Chem. Soc.2011,133, 900]，揭示了二維材料結構、特性和功能之間的關係，為開展實驗研究提供了理論依據。MoS2和BN兩種類石墨烯材料的理論預測都為實驗所證實(J. Am. Chem. Soc.2010,132, 1384;ACS Appl. Mater.Interfaces2012,4, 30)。Silagraphene被美國化學會網站首頁譽為The next nanomaterial，並被Nature China作為理論化學亮點研究而介紹。

研究小組總結上述研究成果撰寫了專題綜述，2015年發表於WIREs Comput. Mol. Sci. 2015, 5, 360, 至今已被引用70餘次，入選ESI近十年高被引論文。

第一作者簡介

唐青，女，四川岳池人。2005-2009年，就讀於深圳大學化學與化工學院化學專業，獲得理學學士學位；2009-2014年，就讀於南開大學化學學院無機化學專業，攻讀博士學位(碩博連讀)；2011年3月-2011年9月，於美國波多黎各大學化學系陳中方教授課題組訪問學習。2014-2017年，於美國加州大學河濱分校化學系江德恩教授課題組從事博士後研究。已在Prog. Mater. Sci.、JACS和ACS Catal.等期刊發表第一作者論文20篇，7篇論文入選ESI近十年高被引論文。曾獲得教育部博士研究生學術新人獎、南開大學優秀博士學位論文、南開大學特等獎學金等獎勵。

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