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人物介紹

張立軍，現(xiàn)在擔任吉林大學材料科學與工程學院教授、博士生導師、吉林大學“唐敖慶學者”卓越教授，總被引超過1.5萬次，i10指數(shù)143。

教育科研經歷：張立軍2003年本科畢業(yè)于東北師范大學物理系，2008年在吉林大學獲凝聚態(tài)物理博士學位，2008-2014年先后到美國橡樹嶺國家實驗室、美國國家可再生能源實驗室、美國科羅拉多大學波爾得分校任博士后研究員、研究助理教授。2014年在國家海外高層次青年人才引進計劃支持下回國到吉林大學工作，2017年、2021年分別獲國家基金委優(yōu)秀青年基金、杰出青年基金項目資助，他主要從事半導體材料物理、半導體光電材料、材料計算模擬、新材料設計方面的科學研究工作，聚焦半導體光電材料，開展新材料設計與物性調控研究，多個理論預測的新型光電半導體物性調控思路得到實驗證實。

新AI‘算盤’

為滿足材料基因工程與材料信息學的研究需求，吉林大學張立軍課題組結合功能材料大數(shù)據(jù)與人工智能機器學習算法，開發(fā)了一款叫做JAMIP的材料設計軟件。它可以對半導體材料、介電材料、金屬材料等多個材料體系進行合成、高通量計算模擬，還提供了數(shù)據(jù)管理、分析及存儲技術和機器學習數(shù)據(jù)挖掘算法，幫助用戶更快速地挖掘材料結構中的物理性質，探索材料性質以及不同物理性質之間的關系，幫助材料科學家進行高性能化設計。2021年，這個‘新算盤’項目以“JAMIP: an artificial-intelligence aided data-driven infrastructure for computational materials informatics”為題發(fā)表于Science Bulletin期刊上。

圖1. JAMIP代碼框架，該程序分為三個主要部分：數(shù)據(jù)生成（藍色）、數(shù)據(jù)收集（黃色）和數(shù)據(jù)學習（綠色）。

該軟件有三個特色：（1）內置了多種不同類型的材料性質計算流程模塊，可快速構建缺陷、表面、晶界、異質結等復雜材料結構，可針對批量生成的材料結構進行高度自動化的計算模擬。（2）該軟件集成了以Django框架為基礎的數(shù)據(jù)庫平臺接口，支持多種主流關系型數(shù)據(jù)，實現(xiàn)結果的自動化數(shù)據(jù)提取、存儲和分析。（3）該軟件集成了機器學習算法模塊。（連上ChatGPT會不會更好玩？）

圖2. 材料數(shù)據(jù)庫的整體視角

為頂刊插上翅膀

張立軍教授在光電子材料領域有深厚的計算積累，找他做計算的伙伴檔次都很高，強強聯(lián)合后，他們將文章發(fā)表在Nature、Science等頂刊上。

1. 2018年，華中科技大學武漢國家光電研究中心的唐江教授團隊在Nature發(fā)表文章“Efficient and stable emission of warm-white light from lead-free halide double perovskites”，這個工作闡釋了Cs₂AgInCl₆的發(fā)光特性，通過Na⁺合金化和Bi³⁺痕量摻雜實現(xiàn)了高效穩(wěn)定的白光LED，這為非鉛鈣鈦礦發(fā)光材料的研究指明了一條道路，有希望在綠色照明方面實現(xiàn)產業(yè)化應用。張立軍教授是合作者之一，提供了非常重要的計算幫助。

2. 2019年，上海交通大學趙一新團隊在Science上發(fā)表文章“Thermodynamically stabilized β-CsPbI3–based perovskite solar cells with efficiencies >18% ”。該團隊制備出高度穩(wěn)定的四方晶系的β-CsPbI₃鈣鈦礦薄膜，結合碘化膽堿裂解-填充的界面處理方法，鈍化了表面陷阱態(tài)、增加載流子壽命、實現(xiàn)更好的能級匹配，將全無機電池效率提高到18.4％，具有高穩(wěn)定性和重復性。張立軍教授是合作者之一，提供了非常重要的計算幫助。

3. 2017年，張立軍教授以第一作者身份在Nature Reviews Materials上發(fā)表文章“Materials discovery at high pressures”。 壓力是決定材料性能的一個最基本的變量，這篇綜述總結了高壓材料的一些新進展，重點介紹了高溫超導、氮化硼納米孿晶以及金剛石等材料。同時也介紹了高壓下的能源材料和特種化學材料，并且強調壓力釋放后性質不穩(wěn)定性是高壓材料的主要缺點。

4. 2018年，張立軍教授以通訊作者身份在Joule上發(fā)表題為“Rational Design of Halide Double Perovskites for Optoelectronic Applications”的論文。為了消除有毒的重金屬Pb²⁺離子，并增強鈣鈦礦材料的穩(wěn)定性，這篇文章提出了“陽離子演化”理念來探索新材料體系。令人震驚的發(fā)現(xiàn)，這些材料呈現(xiàn)出異常豐富的化學和物理特性，并在光電轉換應用領域顯示出令人振奮的結果，后續(xù)有多種預言的材料被證實。

5. 2020年，黃維院士、南京工業(yè)大學陳永華教授、吉林大學張立軍教授作為共同通訊作者，在Nature Photonics上發(fā)表文章“Efficient and stable Ruddlesden-Popper perovskite solar cell with tailored interlayer molecular interaction”。這篇文章將實驗研究和理論模擬相結合，創(chuàng)新性地引入一種含S的有機胺分子，這可以實現(xiàn)層間相互作用的有效調控，并探究了這個分子對層狀鈣鈦礦薄膜的結晶動力學、穩(wěn)定性等影響，制備并實現(xiàn)了高效且穩(wěn)定的低維鈣鈦礦電池。

6. 2019年，北京理工大學的陳棋教授等人在Nature Communications上發(fā)表文章“Strain engineering in perovskite solar cells and its impacts on carrier dynamics”。這個工作通過改變掠入射X射線的角度，來研究薄膜上殘余應力，他們發(fā)現(xiàn)了鈣鈦礦薄膜的應力是梯度分布，這會相應地影響太陽能電池載流子動力學行為，第一性原理計算表明的鈣鈦礦應力會誘導能帶彎曲，通過合理的調控應變工程，使器件的效率提高到20.7%。張立軍教授是合作者之一，提供了非常重要的計算幫助。

參考資料

1.?https://baike.baidu.com/item/%E5%BC%A0%E7%AB%8B%E5%86%9B/22233369

2. https://scholar.google.com/citations?hl=zh-CN&user=4SFdkCUAAAAJ

3. https://new.qq.com/rain/a/20211118a01x5g00

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/12/0d3af9df9f/

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