中国科学技术大学化学物理系杨金龙

zhuimengren

杨金龙教授系中国科学技术大学教授，化学与材料科学学院执行院长，中国科学院院士，教育部长江学者特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者，国家重点研发计划项目首席科学家，基金委创新研究群体负责人。1991年获中国科学技术大学理学博士学位。研究领域为理论与计算化学，在国际学术期刊上发表论文400余篇。合作研究成果于1999年和2001年两次被科技部评为中国基础科学研究十大新闻；于2001年、2005年和2013年三次入选两院院士评选的中国十大科技进展新闻；入选教育部评选的2009年度中国高校十大科技进展。曾获得教育部首届高等学校优秀青年教师奖、中国分析测试学会“CAIA”特别奖、国家自然科学二等奖、第九届中国青年科技奖等奖项。

姓　名:  杨金龙
地　址:  中国科学技术大学化学物理系，合肥（230026）
电　话:  86-551-63606408
电子邮件: jlyang@ustc.edu.cn
主　页: http://staff.ustc.edu.cn/~jlyang/
教育经历
- 1981-1985，南京师范大学物理系，本科
- 1985-1988，中国科大物理系，硕士
- 1985-1991，中国科大基础物理中心，博士


工作经历
- 1990.10-1991.7，意大利Padova和Caglirai大学物理系，访问学者
- 1991.10-1997.9，中国科大基础物理中心，副教授（93.10）教授（93.12）
- 1993.11-1994.11，意大利Padova和Caglirai大学物理系，访问学者
- 1998.10-1999.4，香港科技大学物理系，访问学者
- 1997.10-至今， 中国科大化学物理系，教授杰青（2000）长江特聘教授（2001）
- 1997.10-至今， 中国科学院中国科大选键化学重点实验室， 副主任
- 2009.02-至今， 中国科学技术大学化学与材料科学学院， 执行院长
  
  
研究方向
- 表面单分子现象的理论表征
- 新型功能材料的第一性原理设计与模拟
-  电子结构计算方法的发展
  
代表作
1)Li XX, Wu XJ, and Yang JL*, Half-Metallicity in MnPSe3 Exfoliated Nanosheet with Carrier Doping,　JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 136, 11065-11069, 2014
2) Xiang HJ, Yang JL*, Hou JG, Zhu QS, One-dimensional transition metal-benzene sandwich polymers: Possible ideal conductors for spin transport, JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 128 (7), 2310-2314, 2006
3) Kan EJ, Li ZY, Yang JL*, Hou JG, Half-metallicity in edge-modified zigzag graphene nanoribbons, JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 130(13), 4224, 2008
4) Li XX, Li ZY, and Yang JL*, Proposed Photosynthesis Method for Producing Hydrogen from Dissociated Water Molecules Using Incident Near-Infrared Light, PHYSICAL REVIEW LETTERS, 112, 018301, 2014
5) Li ZY, Yang JL*, Hou JG, Zhu QS, Is mayenite without clathrated oxygen an inorganic electride? , ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 43 (47), 6479-6482, 2004
6) Zhao ST, Li ZY,* and Yang JL*, Obtaining Two-Dimensional Electron Gas in Free Space without Resorting to Electron Doping: An Electride Based Design. JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 136, 13313-13318, 2014
7) Xiang HJ, Yang JL*, Hou JG, Zhu QS, Linear-scaling density matrix perturbation treatment of electric fields in solids, PHYSICAL REVIEW LETTERS 97 (26)，266402, 2006
8) Zhao AD, Li QX, Chen L, Xiang HJ, Wang WH, Pan S, Wang B, Xiao XD, Yang JL*, Hou JG*, Zhu QS, Controlling the Kondo effect of an adsorbed magnetic ion through its chemical bonding, SCIENCE 309 (5740), 1542-1544, 2005
9) Pan SA, Fu Q, Huang T, Zhao AD, Wang B, Luo Y, Yang JL*, Hou JG*, Design and control of electron transport properties of single molecules, PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 106(36), 15259-15263, 2009
10) Chen L, Hu ZP, Zhao AD, Wang B*, Luo Y, Yang JL*, Hou JG*, Mechanism for negative differential resistance in molecular electronic devices: Local orbital symmetry matching, PHYSICAL REVIEW LETTERS 99(14), 146803, 2007
  
  

yujiaxue

中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员伍志鲲带领的课题组，与中国科学技术大学教授杨金龙带领的课题组合作，在金属纳米团簇的结构调控与性能研究方面取得进展，相关研究成果以Kernel Tuning and Nonuniform Influence on Optical and Electrochemical Gaps of Bimetal Nanoclusters为题，发表在《美国化学会志》上。

　　在前期，伍志鲲课题组已从三个方面对金属纳米团簇进行结构调控：团簇整体结构、团簇局部结构、团簇在晶体中的排列结构（见图1）。着眼于团簇的组成不变而改变结构，第一次获得了金属纳米团簇的构造同分异构体（见图1a）；着眼于团簇的电子结构调控，首次得到金纳米团簇的18电子超原子结构；着眼于团簇在晶体中的排列结构调控，近来一种新的最密排列方式6HLH排列被发现（见图1b）。由于金属纳米团簇可看作由内核（kernel)和外壳保护性长钉（staples）两部分组成（见图1c），因而至少可从这两个局域结构入手对团簇进行调控；着眼于内核不变改变外面的保护性长钉，得到同核异钉结构，还可对团簇进行“削皮”处理。基于内核结构的调控，实现fcc结构与非fcc结构的双向转换；获得fcc与非fcc准双排列的结构。在保持金属框架大致相同的前提下，可控增加或减少内核金属原子是富有挑战性的课题，这是因为内核原子外面有长钉保护，没有与外界直接接触，因而对其实施精准调控比较困难，在国际上也未有类似报道。

　　近日，博士生何丽忠等通过改换位阻较大的配体，成功地在Ag24Pt(配体省略，下同) 的二十面体内核两端各镶上一个银原子，得到一个新的结构Ag26Pt（见图1c），这种结构的调控在一个很宽的光吸收范围内（至少400-1400nm）没有导致光谱形状的明显改变，却导致电化学能隙的显著变化（~0.4V）（见图2a），这种光学能隙和电化学能隙显著不同步的变化非常罕见。究竟什么原因导致这种现象？可能是由于这两个团簇电子结构类似但电荷不同，导致它们与电极间的电子传递难易不同，从而引发上述现象。杨金龙课题组从理论上给予支持：计算表明这两个团簇具有相似的最高占据-最低未占分子轨道 （HOMOs-LUMOs）分布（见图2b），却具有显著不同的自然布居分析（NPA）电荷（相差0.78307e）。

　　该工作的意义在于首次实现了富有挑战性的金属团簇内核精准调控，暗示了新的调控团簇结构的策略，增进了对团簇结构和性能多样性的理解，对团簇结构和性能的关联有重要的启发意义，相关研究成果已被《物理化学学报》作为亮点工作报道。

　　研究工作得到国家自然科学基金、中科院合肥物质科学研究院十三五重点规划等的支持。

　　论文链接：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

　　图1.(a)通过调控团簇的整体结构，得到一对构造同分异构体；(b)通过调控晶体中的排列结构，发现一种新的最密排列方式—6HLH排列；(c)在外层 (staples) 金属原子种类和数目不变的情况下，在团簇内核两端各增加一个金属原子。

　　图2.(a)团簇Ag26Pt和Ag24Pt的紫外-可见-近红外吸收和差分脉冲伏安图；(b)通过DFT计算的Ag26Pt和Ag24Pt的HOMOs-LUMOs分布。

baiyangdian

中国科学技术大学网站“现任领导”栏目更新，杨金龙已于今年4月任中国科学技术大学副校长职务。杨金龙此前任中国科学技术大学校长助理。

杨金龙（Yang Jinlong），男，汉族，教授、博士生导师，中国科学技术大学副校长。

1966年1月生于江苏盐城，1981至1985年在南京师范大学学习，获学士学位。1985至1991年在中国科学技术大学学习，分获硕士、博士学位。毕业后留校任教。曾在意大利Padova大学、Cagliari大学、国际理论物理中心、香港科技大学、东京大学、香港大学和新加坡国立大学等单位工作和访问。1996年起任中国科学技术大学教授。1997年任中国科学院选键化学重点实验室副主任，2004年任合肥微尺度物质科学国家实验室理论与计算科学研究部主任, 2009年任化学与材料科学学院执行院长。2017年1月任中国科学技术大学校长助理，2018年4月任中国科学技术大学副校长。

长期从事理论与计算化学的教学和研究工作。一直致力于发展与应用第一性原理计算方法与模型研究小分子，原子团簇，固体表面与界面和纳米体系的结构和性质，注重和相关实验研究的配合与合作。 已发表学术研究论文四百余篇，论文被他引一万余次。获得国家杰出青年科学基金资助，受聘教育部“长江学者奖励计划”特聘教授， 担任基金委创新群体负责人和国家重点研发计划项目首席科学家。应邀担任WIREs Computational Molecular Science和物理化学学报的副主编，Phys. Rev. X、Theoretical Chemistry Accounts、Journal of Atomic and Molecular Sciences、中国科学和化学物理学报的编委。入选美国物理学会（APS）的Fellow。

现任安徽省政协第十一届常委，农工民主党安徽省副主委，全国中学生“英才计划”化学学科工作委员会秘书长。

xiandao

中科大杨金龙&武晓君Adv. Mater.综述: 理论视角下光催化分解水的材料设计

目前，能源和环境形势日益严峻。通过太阳能光催化分解水来生产清洁、可再生的氢能是解决能源问题可行且有效的途径之一，目前研究人员致力于提高太阳能-氢转换效率，以期早日进入应用。光吸收和电子-空穴对分离是提高太阳能利用效率以及促进新型光催化材料发展的关键。基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算是材料设计的有力工具。众所周知，传统的局部密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)函数通常低估了半导体的带隙，而Heyd-Scuseria-Ernzerhof (HSE06)混合函数通常预测带隙的实验结果更准确。然而，HSE06函数在带能量计算中使用单粒子近似，并且与实验数据相比仍然存在系统误差，因此用HSE06函数计算的光吸收只能作为在单粒子近似下探索光催化剂的指导。通过考虑激子效应，例如GW加Bethe-Salpeter方程(BSE)方法，可获得准确的光吸收光谱。

近日，中国科学技术大学杨金龙教授、武晓君教授等从理论角度综述了光催化水分解的材料设计的最新进展，并在Adv. Mater.上发表了题为“Material Design for Photocatalytic Water Splitting from a Theoretical Perspective”的综述。该综述从提高材料光催化性能角度出发，讨论了材料设计的一般策略，包括共掺杂和引入内建电场以改善材料的光吸收，减小材料的尺寸以缩短载流子的迁移路径，进而抑制电子-空穴复合，并构建异质结以增强光吸收和电子-空穴分离。此外，作者还讨论了光催化材料分解水的理论设计中未来的机遇和挑战。

综上所述，目前的研究工作主要集中于材料电子结构性能的调节上，以满足光催化分解水的需求。然而，需要更深入地理解包括光吸收、电子和空穴分离以及光催化剂表面上的氧化还原反应的三个关键过程，将有助于合理设计高效的光催化剂，因此目前至少有三个方面值得考虑。首先，半导体可以吸收光并且体系处于激发态。采用GW+BSE方法计算激发能将有助于理解光吸收和电子-空穴对的分离。其次，非绝热动力学是检测激发态中存在的空穴和电子寿命的可选方法，对于设计具有长寿命载流子的光催化剂是重要的。第三，开发新方法寻找过渡态以及研究表面上的HER和OER反应对于设计高效光催化剂也非常重要。随着对光催化过程的理解逐步深入，光催化水分解领域有望取得突破性进展。

文献链接：Material Design for Photocatalytic Water Splitting from a Theoretical Perspective (Adv. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adma.201802106)

qingfengshui

杨金龙JACS：基于反芳香环MOF的二维磁性半导体的研究

具有室温铁磁性的二维（2D）磁性半导体是非常令人期望的。尽管最近取得了很大进展，但其居里温度仍然非常低（~45K），起源于弱铁磁超交换相互作用。基于第一原理计算，杨金龙团队提出了通过将反芳香环作为有机连接体结合MOF，制备出具有增强的居里温度的2D磁性半导体。通常，反芳香环具有低能多重自旋态，其可以容易地由过渡金属的相邻磁矩诱导，并且随后通过强d-p直接交换相互作用与它们偶联，产生高温亚铁磁有序。经典海森堡模型Monte Carlo（MC）模拟的居里温度高于室温。

Li X & Yang J. Realizing Two-Dimensional Magnetic Semiconductors with Enhanced Curie Temperature by Antiaromatic Rings Based Organometallic Frameworks[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b11346

https://doi.org/10.1021/jacs.8b11346

jiajie

1月22日，中国科学院2019年院士增选结果正式对外公布，杨金龙当选中国科学院院士。

杨金龙，中国科学技术大学教授、博士生导师。1966年1月出生于江苏省盐城市，1985年获南京师范大学学士学位， 1991年获中国科学技术大学博士学位。现任中国科学技术大学副校长。曾在意大利Padova大学、Cagliari大学、国际理论物理中心(ICTP)、香港科技大学、日本东京大学、香港大学和新加坡国立大学等单位工作和访问。2000年国家杰出青年基金获得者，2001年教育部“长江学者奖励计划”特聘教授，2006年科技部重大科学研究计划首席科学家，2011年国家自然科学基金委员会创新群体学术带头人，2011年美国物理学会增选为会士，2014年作为突出贡献者获中国科学院杰出科技成就奖（集体）。2019年当选中国科学院院士。


杨金龙长期致力于应用量子化学研究，在新型功能材料的设计与模拟、表面单分子量子行为的表征与调控等方面取得了原创性和系统性成果，在国内外产生了重要影响。已发表SCI收录论文540余篇（第一和通讯作者280篇），其中Science 3篇、Nature 5篇、Nature 子刊10 篇、J. Am. Chem. Soc. 31篇、Angew. Chem. Int. Ed. 13篇和Phys. Rev. Lett 14篇。应邀在国内外学术会议上做邀请报告和大会报告120余次。主持国家重大科学研究项目（2次）、国家重点研发计划项目和基金委创新研究群体。
现任中国化学会理论化学专业委员会主任，担任期刊《WIREs: Comput.  Mol. Sci.》和《Journal of Atomic and Molecular Sciences》Associate Editor、《物理化学学报》副主编、《Journal of  Physcial  Chemistry》Editorial Advisory Board 和《Theoretical Chemistry Accounts》Editorial Board。