马琰铭
吉林大学超硬材料国家重点实验室
时间：5月19日下午15:00
地点：唐楼B501
材料内部的原子堆垛方式，即结构，是深入理解材料物理和化学性质的重要信息。发展仅依据化学组分的材料结构预测方法是物理，化学，和材料学领域的长期期盼，是开展新型功能材料结构设计的关键，但却是一个长期难题。根本原因在于材料势能面的高度复杂性，例如，对一个单胞内含有10个原子的材料体系，其复杂势能面所对应的稳定或亚稳结构数目达到1011 个，而且随着单胞内原子数目的增加，材料体系可能的结构数目成级数增加。材料结构预测就是在如此庞大的结构群里面找到全局能量最稳定的结构，具有挑战性。
基于对称性的分类检索思想，结合基于粒子群多目标优化算法的群智理论，引入结构表征的成键特征矩阵，我们提出并发展了卡里普索（CALYPSO）材料结构预测理论方法[1]，在此基础上编制了自主知识产权的结构预测软件（见网址：http://www.calypso.cn，受中国版权局的计算机软件著作权保护，登记号：2010SR028200）。利用CALYPSO方法只需要输入材料的化学组分和外界条件（如压力），就可以合理确定材料的结构，并可以根据需要进行功能材料（如超硬和光学材料等）的结构设计。利用CALYPSO可以开展三维晶体材料[2]、二维层状材料[3]、二维表面[4]和团簇[5]的结构设计。
CALYPSO方法和软件学术研究使用免费，现已经被40个国家和地区900余位研究人员采用，目前国内外同行利用CALYPSO已经在Nat. Commun., Nat. Chem，PRL, PNAS, JACS,Nanoletter, ACSnano等刊物发表了150余篇SCI文章。本次报告介绍CALYPSO方法的原理及近期的三个应用[4, 6, 7]，其中包括在H2S的190K高温超导的发现中起到的计算引领作用[6]。
参考文献
[1] Wang et al., Phys. Rev. B 82, 094116 (2010); Compt. Phys. Commun. 183, 2063 (2012).
[2] Lv et al., Phys. Rev. Lett. 106, 015503 (2011)；
Zhu et al., Phys. Rev. Lett. 106, 145501 (2011)；
Wang et al., Nat. Commun. 2, 563 (2011)；
Wang et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 6463 (2012)；
Zhu et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 751 (2012)
[3] Luo et al., J. Am. Chem. Soc. 133, 16285 (2011)；Wang et al., J. Chem. Phys. 137, 224108 (2012)
[4] Lu et al., Nature Commun. 5, 3666 (2014)
[5] Lv et al., J. Chem. Phys. 137, 084104 (2012).
[6]Li et al., J. Chem. Phys. 140, 174712 (2014)
[7] Zhu et al., Nature Chem. 6, 644 (2014)
马琰铭教授，2001年毕业于吉林大学获理学博士学位，后到加拿大科学院，瑞士苏黎世高等工学院，日本理化所，香港大学，新加坡南洋理工开展博士后或访问研究。目前为吉林大学唐敖庆特聘教授，博士生导师，教育部"长江学者"特聘教授，中青年科技创新领军人才，获国家杰出青年基金，中国青年科技奖，国务院政府特殊津贴，教育部高等学校自然科学一等奖(第一完成人)，国际高压科学与技术协会授予的"高压科学杰出青年学者奖—Jamieson Award"。
从事凝聚态物质的结构与性质研究，发现金属钠在高压下转变为透明绝缘体，突破了固体高压金属化的传统认识和规律，研究成果入选 2009 年中国基础研究十大新闻和2010 年国家"十一五"重大科技成就展；确定了长期悬而未解的室温后石墨高压超硬相的结构，并命名为M-碳，被同行作为碳家族的专有名词广泛使用；提出并发展了国际主流CALYPSO材料结构预测方法和软件，被 40 个国家和地区900余位同行使用，已在Nature子刊、PRL、PNAS、JACS等SCI期刊发表了150余篇论文，有力推动了国际材料结构预测研究领域的发展。马琰铭教授在美国三月会议、美国Gordon Conference、国际高压科学研讨会等国际学术会议做邀请报告30余次，近年来在Nature、Nature子刊、PRL、PNAS等期刊发表了100余篇论文。