一、研究方向
研究方向一：锆基储氢合金设计与性能研究
锆基合金（如ZrCo、ZrNi、ZrTiNi、Zr2Fe、ZrMnFe等）具有对多种气体的吸收量和速率方面的优势，例如对氢气及其同位素氘和氚具有室温吸放速率快、吸气平衡压低、掺杂改性后吸收容量大等特点，并且可通过优化合金成分、制备工艺从而调控相结构等来控制气体吸收量和种类，被广泛应用于吸/储氢、化学储热、气体纯化、同位素分离等领域。锆基储氢合金掺杂改性设计、研究，可为研发涉氚行业用锆基合金吸气材料提供理论支持。
图1 H2分子在掺Ti的ZrCo(110)表面的吸附结构
图2 He在掺Ti的ZrCo合金中扩散路线设计
研究方向二：气体分子与固体表面作用机理
采用第一性原理分子动力学方法可以模拟反应生成的氚气从增殖剂表面解离过程，记录分子反应过程的一系列状态，探究气体分子与材料表面相互作用的微观机理，研究成果可为深入理解氚在固体表面的存在形态及吸附/解离机理提供理论指导。
图3 H2分子在锂陶瓷表面解离路径分子动力学研究
研究方向三：强离子辐照下材料损伤机理
采用经典的分子动力学方法可以系统深入了解在强离子辐照下材料，特别是新一代核能系统中结构和功能材料损伤的微观机理，探索原子尺度上的缺陷行为以及原子、介观到宏观尺度的离子辐照损伤演化过程及其多尺度计算机模拟，研究环境因素对辐照损伤效应的影响，不同种类粒子辐照效应的特点、差异、相互之间的联系，探索和建立不同载能粒子辐照损伤之间的等价关系，为设计在聚变堆的极端环境下应用的抗强辐射材料提供参考和依据。
图4 Li4SiO4三维纳米结构模型（红色为晶体内Li，蓝色为晶界上的Li）
图5 Li4SiO4多晶辐照前后晶界的变化
二、团队成员
负责人：虞游，副教授，硕士生导师，中共党员。先后在四川大学物理科学与技术学院和四川大学材料科学与工程学院进行研究生学习，于2012年6月获工学博士学位。主要从事光电信息材料与元器件的制备与表征，以及新材料的原子分子设计工作。近五年，主持或参与国家及省部级科研项目10余项，发表SCI论文20余篇。
表1 先进材料设计与模拟科研团队成员
姓名 |
学位 |
职称 |
专业 |
研究方向 |
虞游 |
博士 |
副教授 |
材料物理与化学 |
光电信息材料、材料计算模拟 |
王君 |
博士 |
副教授 |
原子与分子物理 |
材料计算模拟 |
沈艳红 |
博士 |
讲师 |
凝聚态物理 |
材料计算模拟 |
邓江 |
博士 |
讲师 |
物理电子学 |
光电显示材料、材料计算模拟 |
赵蕾 |
博士 |
讲师 |
物理化学 |
材料计算模拟 |
孔祥刚 |
博士 |
讲师 |
原子与分子物理 |
材料计算模拟 |
三、科研成果
近五年，研究团队成员主持或参与国家自然科学基金6项，四川省科技厅重点研发项目2项，四川省高校重点实验室项目3项，四川省教育厅项目2项，横向项目3项，到账经费共计150余万元，在Advanced Science, Nanoscale, Journal of Physical Chemistry C, Physical Chemistry Chemical Physics, Applied Surface Science, Journal of Chemical Physics, RSC Advances, Scientific Reports, Journal of Alloys and Compounds，Europhysics Letters等期刊上发表学术论文40余篇。
表2 代表性科研项目
项目名称 |
类型 |
负责人 |
起止时间 |
氢同位素在氚增殖剂Li2TiO3表面的交换反应机理研究 |
国家自然科学基金青年基金 |
孔祥刚 |
2021.01-2023.12 |
高性能W-Mo纳米多晶的辐照损伤性能研究 |
国家自然科学基金青年基金 |
沈艳红 |
2020.01-2022.12 |
Li2SiO3晶体的辐照损伤性能的分子动力学模拟研究 |
国家自然科学基金（理论物理专项） |
沈艳红 |
2019.01-2019.12 |
红外非线性光学晶体砷锗镉的热膨胀机理研究 |
国家自然科学基金青年基金 |
虞游 |
2018.01-2020.12 |
砷锗镉晶体的晶格动力学和热力学性质的第一性原理研究 |
国家自然科学基金（理论物理专项） |
虞游 |
2016.01-2016.12 |
HOCO及HOOH 隧穿分离的量子动力学研究 |
国家自然科学基金（理论物理专项） |
王君 |
2016.01-2016.12 |
高温绝热陶瓷粉体原料制备关键技术研究 |
四川省科技计划重点研发项目 |
王君 |
2020.01-2021.12 |
钙钛矿基高效中子、γ射线复合屏蔽材料 |
四川省科技计划重点研发项目 |
孔祥刚 |
2018.06-2020.06 |
表3 代表性科研论文
论文名称 |
期刊名称 |
作者 |
时间 |
The microstructures and mechanical properties of nanocrystalline Li2SiO3: molecular dynamics simulations |
RSC Advances |
沈艳红 |
2021 |
Novel All-Nitrogen Molecular Crystals of Aromatic N10 |
Advanced Science |
赵蕾 |
2020 |
Nano-makisu: highly anisotropic two-dimensional carbon allotropes made by weaving together nanotubes |
Nanoscale |
赵蕾 |
2020 |
Hydration Energetics of a Diamine-Appended Metal-Organic Framework Carbon Capture Sorbent |
Jounal of Physical Chemistry C |
王君 |
2020 |
Structural, lattice dynamics and thermodynamic properties of GaAs1-xPx from first-principles calculations |
Journal of Alloys and Compounds |
沈艳红 |
2020 |
A molecular-dynamics study of the tensile deformation and fracture behavior of nanostructured lithium aluminum oxide |
Europhysics Letters |
虞游 |
2017 |
Lattice dynamics properties of chalcopyrite ZnSnP2: Density-functional calculations by using a linear response theory |
Chinese Physics B |
虞游 |
2017 |
The investigation of adsorption and dissociation of H2O on Li2O(111) by ab initio theory |
Applied Surface Science |
孔祥刚 |
2017 |
Structural, lattice dynamics and thermodynamic properties of Sr2VO4 from first principles |
Journal of Alloys and Compounds |
孔祥刚 |
2017 |
