【报告题目】大尺度非绝热动力学的理论与机制研究
【报告人】王林军 研究员 浙江大学化学系
【时间】2023年9月20日(周三)下午14:30-16:00
【主办方】浙江光电子研究院 浙江师范大学
【线下地点】光电子研究院302报告厅(北山路285号)
【报告摘要】在化学、物理、生物和材料等领域，很多重要的动力学过程都属于非绝热动力学的范畴，目前理论与计算化学中广泛使用混合量子-经典动力学方法进行研究。特别地，电子和激子动力学通常涉及大尺度体系和大量的电子态，需要正确刻画复杂的量子退相干和势能面交叉才能进行研究。最近我们提出了一系列理论方法，其中轨线分叉方法系统提升了非绝热动力学的模拟精度，子空间和多重子系统面跳跃方法可以高效可靠地处理复杂的势能面交叉，从而成功实现了数十万电子态中的电荷迁移动力学模拟[1]。我们开发了扩展体系非绝热动力学的通用模拟软件SPADE。结合瓦里尔轨道分析和机器学习，我们提出了电子结构的分而治之计算方法，并用于研究了含数万原子的石墨烯纳米带中的电荷传输动力学，得到了瞬间离域化和瞬间局域化机制[2]。我们还研究了量子点到聚合物的电荷转移过程，发现有机和无机组分的极化子和熵效应差异会显著加快动力学，甚至出现跨越高达0.5eV势垒的反常界面电荷转移，是导致绿光和蓝光量子点发光二极管电子泄露的关键机制[3]。我们发现分子间电子耦合的相位可以显著改变分子固体的载流子迁移率，甚至将跳跃传输转变为能带传输[4]。这些研究为系统理解光电材料的本征动力学性质打下基础。
[1] Qiu, J, Lu, Y, Wang, L, Multilayer Subsystem Surface Hopping Method for Large-Scale Nonadiabatic Dynamics Simulation with Hundreds of Thousands of States, J. Chem. Theory Comput. 2022, 18, 2803.
[2] Wang, Z, Dong, J, Qiu, J, Wang, L, All-Atom Nonadiabatic Dynamics Simulation of Hybrid Graphene Nanoribbons Based on Wannier Analysis and Machine Learning, ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 22929.
[3] Deng, Y, Peng, F, Lu, Y, Zhu, X, Jin, W, Qiu, J, Dong, J, Hao, Y, Di, D, Gao, Y, Sun, T, Zhang, M, Liu, F, Wang, L, Ying, L, Huang, F, Jin, Y, Solution-Processed Green and Blue Quantum-Dot Light-Emitting Diodes with Eliminated Charge Leakage, Nat. Photonics 2022, 16, 505.
[4] Wang, Z, Dong, J, Wang, L, Large-Scale Surface Hopping Simulation of Charge Transport in Hexagonal Molecular Crystals: Role of Electronic Coupling Signs, J. Phys.: Condens. Matter 2023, 35, 345401.
【报告人简介】王林军，2004年本科毕业于中国科学技术大学少年班学院零零班，2009年于中国科学院化学研究所获得博士学位（导师帅志刚教授），随后分别在比利时蒙斯大学、美国罗切斯特大学和南加州大学进行博士后研究。2016年入选海外高层次人才引进计划，同年3月回国入职浙江大学化学系，2019年获得基金委优秀青年基金资助，2021年获得中国化学会唐敖庆理论化学青年奖。主要研究领域为非绝热动力学、统计力学、半经典动力学、透热化等理论方法开发和功能材料电子激子动力学机制研究。至今发表Nat. Photonics、J. Am. Chem. Soc.、J. Phys. Chem. Lett.、J. Chem. Theory Comput.、J. Chem. Phys.等论文90余篇，总被引次数5000余次。