中国科学技术大学李星星

qingli

李星星，中国科学技术大学，主要研究方向：低维自旋材料和分子器件的第一性原理研究。迄今发表SCI论文70余篇，被引4000余次。入选基金委“优青”项目，中科院“青年创新促进会”会员，唐仲英基金会“仲英青年学者”。获得中科院院长特别奖、中国化学会理论化学优秀博士论文奖、中科院优秀博士论文等荣誉奖励。



姓　　名:李星星
出生年月:1988年4月，湖南省邵阳市
地　　址:中国科学技术大学化学物理系；合肥微尺度物质科学国家研究中心
电子邮箱:lixx@ustc.edu.cn


教育经历
2006.09-2010.06 中国科学技术大学，化学物理系，学士
2010.09-2015.06 中国科学技术大学，化学物理系，博士


工作经历
2015.07-2018.07 中国科学技术大学，博士后研究员
2018.08-2020.07 中国科学技术大学，特任副研究员
2020.08-2023.12 中国科学技术大学，副教授
2024.01至今  中国科学技术大学，特任教授


研究兴趣
长期致力于低维自旋材料和分子器件的第一性原理研究。以发展下一代高速信息技术为导向，围绕低维自旋材料和分子器件的功能设计开展了系统深入的研究，先后取得了多项重要成果，为指导和推动相关实验研究提供了理论思路和路线，包括提出并发展了一类概念材料即双极磁性半导体(简称为BMS)，实现了电子自旋传输方向的直接门压调控；提出了通过调控配体分子自旋态和轨道杂化设计室温磁性半导体的新思路，并设计出多个室温工作的分子基磁性半导体材料；揭示了局域化学环境对分子器件电导的影响规律，在此基础上实现了多功能单分子场效应晶体管，以及单个氨基酸分子的电荷态识别，为发展分子级分辨电学探测方法提供了理论支撑。迄今为止在Nat. Commun.、Sci. Adv.、JACS、Angew、PRL、Nano Letters等著名SCI期刊发表论文70余篇，总被引4000余次。


学术奖励或荣誉
2023年　入选基金委“优青”项目
2023年　唐仲英基金会“仲英青年学者”
2019年　“中国科学院青年创新促进会”会员
2017年　中国化学会理论化学优秀博士论文奖
2016年　入选“中国科学院优秀博士学位论文”
2015年　中国科学院院长特别奖


代表性文章
1.Li, Xiangyang;# Liu, Qing-Bo;# Tang, Yongsen;# Li, Wei; Ding, Ning; Liu, Zhao; Fu, Hua-Hua; Dong, Shuai; Li, Xingxing;* Yang, Jinlong*; Quintuple Function Integration in Two-Dimensional Cr(II) Five-Membered Heterocyclic Metal Organic Frameworks via Tuning Ligand Spin and Lattice Symmetry, Journal of the American Chemical Society, 2023, 145, 7869.
2.Yujie Hu; Xingxing Li;* Qunxiang Li; Jinlong Yang; Bipolar Magnetic Molecules for Spin‐Polarized Electric Current in Molecular Junctions, Angewandte Chemie International Edition, 2022, 61, e202205036.
3.
X. Li and J. Yang,* Realizing two-dimensional magnetic semiconductors with enhanced Curie temperature by antiaromatic ring based organometallic frameworks, Journal of the American Chemical Society 2019, 141, 109.
4.Zhuang Yan;# Xingxing Li;# Yusen Li;# Chuangcheng Jia;* Na Xin; Peihui Li; Linan Meng; Miao Zhang; Long Chen;* Jinlong Yang;* Rongming Wang;* Xuefeng Guo;* Single-molecule field effect and conductance switching driven by electric field and proton transfer, Science Advances, 2022, 8, eabm3541.
5.Liu Zihao;# Li Xingxing;# Masai Hiroshi;# Huang Xinyi; Tsuda Susumu; Terao Jun;* Yang Jinlong;* Guo Xuefeng;* A single-molecule electrical approach for amino acid detection and chirality recognition, Science Advances, 2021, 7, eabe4365.
6.C. Zhou,# X. Li,# Z. Gong,# C. Jia, Y. Lin, C. Gu, G. He, Y. Zhong,* J. Yang,* X. Guo,* Direct observation of single-molecule hydrogen-bond dynamics with single-bond resolution, Nature Communications 2018, 9, 807.
7.X. Li and J. Yang,* First-principles design of spintronics materials, National Science Review 2016，3, 365.
8.X. Li, X. Wu and J. Yang,* Half-metallicity in MnPSe3 exfoliated nanosheet with carrier doping, Journal of the American Chemical Society 2014, 136, 11065.
9.X. Li, X. Wu and J. Yang,* Room-temperature half-metallicity in La(Mn,Zn)AsO alloy via element substitutions, Journal of the American Chemical Society 2014, 136, 5664.
10.X. Li, Z. Li and J. Yang,* Proposed photosynthesis method for producing hydrogen from dissociated water molecules using incident near-infrared light, Physical Review Letters 2014, 112, 018301.

qingli

中国科学技术大学杨金龙院士团队李星星课题组结合d-p自旋耦合机制和中心对称破缺有机杂环在二维铬(Cr)基金属有机框架中理论预言了多种可在室温环境工作的磁性多铁材料，为实验发展实际可用的二维室温多铁提供了理论思路和路线。相关成果以“A Route to Two-Dimensional Room-Temperature Organometallic Multiferroics: The Marriage of d-p Spin Coupling and Structural Inversion Symmetry Breaking”为题于3月7日发表在国际知名期刊《Nano Letters》上。
       拥有两种或两种以上铁性有序的多铁性材料，在信息存储、传感、自旋电子学和能量转换等众多领域具有极大的应用前景。自2004年石墨烯被发现以来，二维材料的出现为多铁性材料的研究提供了新的契机，开辟了器件微型化和高度集成化的新途径。截至目前，尽管二维多铁性材料的研究已经取得了显著的进展，但大多数研究仍处于理论探索阶段，并且许多已发现的材料尚无法同时满足实际应用中的两个关键要求：高于室温的磁性居里温度和适宜的铁电翻转能垒。因此，迫切需要发展一种自下而上的设计方案，以系统地开发和优化二维多铁性材料，确保这些材料能够满足实际应用的要求。

图1. 利用d-p自旋耦合与对称破缺六元杂环设计二维室温多铁材料的思路

         相较于传统无机材料的结构刚性，金属有机框架（MOF）材料因其丰富的金属节点和廉价的有机连接体而独具优势。同时，通过调节金属节点和有机连接体的种类或者空间网格的类型，原则上可以很方便地对材料的电子结构和性能进行定制。例如，我们之前通过利用Cr阳离子与有机配体阴离子之间的d-p直接自旋耦合作用，在系列二维MOF材料 [J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 109；Sci. China Chem. 2021, 64, 2212；Nano Lett. 2022, 22, 1573；J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 7869]中实现了室温亚铁磁性。在本工作中，我们进一步利用d-p自旋耦合机制结合对称破坏的六元杂环配体，对128种构建的二维MOFs进行了系统性筛选，最终得到了三种同时具有室温亚铁磁性和铁电性/反铁电性的金属有机多铁材料，即Cr(1,2-噁嗪)2、Cr(1,2,4-三嗪)2和Cr(1,2,3,4-四嗪)2。这些MOFs中的室温磁序（306 - 495 K）源于Cr阳离子和配体环之间强的d-p直接自旋交换作用。同时，Cr(1,2-噁嗪)2展示出了铁电性，对应的铁电极化强度为4.24 pC/m，而另外两种材料则表现出了反铁电性。值得注意的是，这三种材料都具有合适的铁电翻转能垒（0.18- 0.31 eV）。此外，这些MOFs都属于中等带隙的双极磁性半导体，材料内部的载流子自旋方向可以利用门电压很方便地进行翻转。
       中国科学技术大学化学物理系博士冯青青为第一作者，化学与材料科学学院李星星教授和科学岛分院/固体物理研究所李向阳副研究员为共同通讯作者。该研究工作得到了自然科学基金委、科技部、中国科学院和安徽省的资助。
       文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c00210