主要开展了发光材料设计与机理、新型光电转换与储能材料、超构信息材料设计与应用、低维与拓扑光电材料等方面研究等方面研究。承担项目13项，发表论文28篇，获得奖励1项。

l 主要研究内容及其成果

1）发光材料设计与机理

结合组态相互作用计算，实验设计了Cs₂Zr(Cl,Br)₆:Mo⁴⁺材料，通过软基质晶格结合Mo⁴⁺离子晶场组态内多跃迁辐射，实现高热稳定性的宽带近红外发光，成果发表在Chem. Mater. 2024, 36, 901−910。利用晶格无序格位占据，实验设计Ba₅La₃MgAl₃O₁₅:Cr³⁺，实现高热稳定性的长波近红外发射，成果发表在Adv. Optical Mater. 2024, 2303144。基于密度泛函理论的固体缺陷计算，阐释了Ca_1.5-xY_1.5+xAl_3.5+xSi_1.5-xO₁₂:Ce³⁺材料发光强度增大、热稳定性增强以及光谱红移机理，成果发表在Laser Photonics Rev. 2024, 2400347；辅助实验设计了窄带紫外-B区长余辉发光材料，并阐明了其发光机理，成果发表在Inorg. Chem. Front., 2024, 11, 8314-8323。利用第一性原理计算，辅助实验设计 (C₈H₁₂NO₂)₂PbBr₄:Mn²⁺橙光发射材料，实现高灵敏度光学测温传感，成果发表在Inorg. Chem. 2024, 63, 3835−3842。

2）新型光电转换与储能材料

基于一种绿色天然抗氧化剂白藜芦醇（RES），设计构筑了新型钙钛矿太阳电池。钙钛矿薄膜的质量显著提高，器件的功率转换效率（PCE）从21.62%提高到23.44%。在纯氧环境中超过1000小时后，该器件保留了88%的初始PCE。在25°C和50±5%相对湿度下放置1000小时后，该设备保留了91%的初始PCE。这项工作为使用天然和环保添加剂来提高设备的效率和稳定性提供了一种思路，成果发表于 Small 2024, 2406127。在(FAPbI3)_0.93(MAPbBr3)_0.07 钙钛矿太阳电池体系中，掺杂了新型低成本小分子材料NaDTE，促进了钙钛矿晶体的生长，增加了钙钛矿薄膜的晶粒尺寸，并增强了它们的光吸收。器件的PCE增加到23.12%，比对照器件高出12%。非封装器件在存储1000多个小时后仍保持了90%的初始效率，成果发表于J. Mater. Chem. A, 2024,12, 10554-10561。

基于第一性原理计算，研究发现钾金属在二维Ca₂Si表面以特殊的六角密堆结构进行有序的纳米尺度生长。其多层有序生长的关键在于钾金属在沉积过程中与基底的晶格匹配逐渐收敛，从而实现了5459 mAh/g的超高钾金属存储。成果发表于Small, 2024, 20, 2401736。基于第一性原理计算，我们系统地探讨了单层MXenes及其氢化衍生物作为卤化物离子电池电极材料的可行性。计算结果表明，卤化物离子可以稳定高效地吸附在M2X和M2XH2，理论比容量为227-497mAh/g。成果发表于J. Phys. Chem. Lett., 2024, 15, 7962–7969。基于深入理解低维异质界面材料中的界面相互作用规律，通过铜层插入过渡金属二硫化物TaS2, 层间Cu的离域电子轨道可以构成垂直方向的电荷转移途径，克服了电子通过vdW间隙的跳变迁移，使得TaS2的垂直电导率提高了2个数量级，成果发表在Nano Lett. 2024, 24, 8063−8070。

3）新型光电转换与储能材料

发展了一种简单制备柔性多腔表面增强拉曼散射SERS基底的方法，该基底由银纳米颗粒（AgNP）修饰的水合氧化铝纳米片阵列（NFA）组成，并由透明柔性的聚二甲基硅氧烷（PDMS）膜支撑（AgNPs@NFA/PDMS）。由多纳米腔促进的强等离激元耦合在柔性腔内提供了高密度电磁热点，使得该柔性基底表现出非常高的检测灵敏度，增强因子（EF）达到1.54×109，对罗丹明6G（R6G）分子的检测限（LOD）达到为7.4×10-13M。此外，该基底可实现对水果和鱼表面痕量福美双和结晶紫（CV）分子的原位SERS检测，检出限远低于食品中的最大允许限值。该柔性基底的制备过程非常简单且环保，所涉及的技术与成熟的硅工艺完全兼容，容易实现低成本的大面积制造，促进SERS传感器在日常生活中的广泛应用，成果发表在ACS Appl. Mater. Interfaces, 2024, 16, 35771。

提出并通过实验验证了介质超表面中偶然BIC的静态调控原理和方法。在机理方面，发现在平面波斜入射情况下，硅介质超表面的同一种晶格模式中的不同多极子模之间发生相干相消的现象。这种相干相消是由于较强的面内磁偶极子、面外电偶极子，以及较弱的电四极子和磁四极子之间的相互作用，导致远场辐射完全消失，从而实现了偶然BIC。通过晶格的调控 特性（即调整纳米柱的直径、高度或晶格周期），成功改变了偶然BIC的波长和角度位置，实现了对偶然BIC的调控，成果发表在Nanophotonics, 2024, 13(9),1603-1609.

4）低维与拓扑光电材料

基于第一性原理计算结合对称性分析,研究了非中心对称化合物Ga₂BiAs中的拓扑相变,揭示了Ga₂BiAs的体-边界对应关系，成果发表于Phys Rev B 2024, 110, 205146。通过研究强电子-声子耦合体系，揭示了在同时包含Holstein和bond类型电子-声子耦合的情况下光极化子的存在；同时研究了二维晶格偶极玻色子与光学腔耦合系统的有限温度效应，发现有限温度能够增强棋盘格有序并引发超流态向正常态的转变，同时在更高温度下再次形成棋盘格有序，成果发表在Phys Rev B 2024, 109, 165119/174515/214519。采用蠕虫型蒙特卡洛模拟，系统研究了多体系统中界面和表面的临界行为，发现其临界指数与平衡态一致，揭示了动力学相变与平衡态行为的差异性，成果发表在Phys Rev E 2024, 110(6), L062106. 基于高通量计算，系统研究了碳元素材料电子和声子的高阶拓扑性质，首次在材料的声子谱中理论预言了实陈数非平庸的节线(PRNL)、三重简并点(PRTPP)和狄拉克点(PRDP)的存在,为更多演生费米子的实现提供丰富的候选材料，成果发表在Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2316079和Adv. Mater. 2024, 36, 2407437。