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  集成计算科学中心聚焦无机材料与应用技术中的计算材料相关科学问题,开展材料性能预测和微观设计新方法的研究,运用计算模拟并结合实验研究系统开展多尺度与多层次的材料设计与模拟、制备工艺的寻优、材料与器件服役行为等方面的研究,同时开展材料数据库建设,为我所的基础与应用研究的持续发展提供支撑,带动和引领无机新材料的探索与研发。  

    >>计算中心资源

  在计算机硬件方面,目前计算中心已有2010年采购的联想1800服务器一台(320核)2015年采购的联想(IBM)服务器一台(1056核)和浪潮服务器一台(528核)。在软件方面,计算中心还拥有多个计算程序包的使用权。微观第一原理软件包括VASP,Wien2k,Siesta,ABINIT等;介观尺度软件包括;Matlab,Fortran 95,蒙特卡洛算法等开源软件;宏观有限元包括COMSOL MULTIPHYSICS,ABAQUS,ANSYS等,3D视图软件如Simpleware等。

  

    >>已取得的成果

  在过去的3年里,计算中心在热电材料、锂电材料、钠硫储能材料和染料敏化太阳能电池材料领域取得了重大突破。在热电材料方面,基于材料微观结构计算提出了类金刚石新型热电材料的“赝立方”结构设计方法,发现了CuInTe2等多种新型高性能热电化合物;理论与实验结合提出了“声子液体-电子晶体”热电材料新概念,发现了Cu2-δX等新型热电材料;在锂电材料方面,建立有效界面催化热力学模型,提出了催化剂表面酸性作为催化活性筛选的新概念;在染料敏化太阳能电池领域,基于染料敏化电池材料计算与数据统计分析,确定最佳实验工艺和质量控制关键因素,提高产品质量同时降低生产成本。在Nature Material, Adv. Material, JACS, PNAS等杂志上发表论文100余篇(代表性论文如下)。获得科技部重点研发专项,973、863,自然科学基金重大、重点项目资助,材料计算作为一个重要做成部分的《热电材料的多尺度微观结构调控与性能优化》项目荣获2013国家自然科学二等奖、上海自然科学一等奖。  

    >>课题组设置

    >>代表性论文 

  1. Xun Shi, Jiong Yang, James R. Salvador, Miaofang Chi, Jung Y Cho, Hsin Wang, Shengqiang Bai, Jihui Yang,* Wenqing Zhang,* and Lidong Chen*, “Multiple-Filled Skutterudites: High Thermoelectric Figure of Merit through Separately Optimizing Electrical and Thermal Transports”, J. Am. Chem. Soc., 133 (2011) 7837-7846.   IF=13.038 
  2. Huili Liu, Xun Shi, Fangfang Xu, Linlin Zhang, Wenqing Zhang*, Lidong Chen*, Qiang Li, Ctirad Uher, Tristan Day and G. Jeffrey Snyder, “Copper ion liquid-like thermoelectrics”, Nature Materials, 11 (2012), 422-425. IF=38.891 
  3. Huili Liu , Xun Yuan , Ping Lu , Xun Shi , * Fangfang Xu , Ying He , Yunshan Tang , Shengqiang Bai , Wenqing Zhang , * Lidong Chen , * Yue Lin , Lei Shi , He Lin , Xingyu Gao , Xingmin Zhang , Hang Chi , and Ctirad Uher, “Ultrahigh Thermoelectric Performance by Electron and Phonon Critical Scattering in Cu2Se1-xIx”, Adv. Mater., 23 (2013) 6607–6612 IF=18.96 
  4. Jiawei Zhang, Ruiheng Liu, Nian Cheng, Yubo Zhang, Jihui Yang, Ctirad Uher, Xun Shi*, Lidong Chen*, and Wenqing Zhang*, “High-Performance Pseudocubic Thermoelectric Materials from Non-Cubic Chalcopyrite Compounds”,  Adv. Mater., 26 (2014), 3848-3853.   IF=18.96 
  5. Wujie Qiu, Lili Xi, Ping Wei, Xuezhi Ke*, Jihui Yang*, and Wenqing Zhang*, “Part-Crystalline Part-Liquid State and Rattling-Like Thermal Damping in Materials with Chemical-Bond Hierarchy”, PNAS, 111 (2014), 15031-15035.   IF=9.423 
  6. Yongcheng Liang*, Xun Yuan, Yanfeng Gao, Wenqing Zhang, Peihong Zhang, “Phonon-Assisted Crossover from a Nonmagnetic Peierls Insulator to a Magnetic Stoner Metal”, Phys. Rev. Lett., 113 (2014) 176401  IF= 7.645 
  7. Yinglu Tang, Yuting Qiu, bc Lili Xi,  Xun Shi, Wenqing Zhang, Lidong Chen, Su-Ming Tseng, Sinn-wen Chen and G. Jeffrey Snyder, “Phase diagram of In–Co–Sb system and thermoelectric properties of In-containing skutterudites”, Energy Environ. Sci., 7, (2014) 812   IF=25.427 
  8. Jinzhen Zhu, Fan Wang, Beizhou Wang, Jianjun Liu*, Wenqing Zhang, Zhaoyin Wen, “Surface Acidity as Descriptor of Catalytic Activity for Oxygen Evolution Reaction in Li-O2 Battery”, J. Am. Chem. Soc, 137(42) 13572-13579   IF=13.038  
  9. WugangFan, BeizhouWang, XiangxinGuo XiangyangKong JianjunLiu* Nanosize stabilized Li-deficient Li2-xO2 through cathode architecture for high performance Li-O2 batteries, Nano Energy, 27 (2016), 577-586.   IF=12.272
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