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（一）鴻之微科技(上海)股份有限公司專題項目

1、一維氫原子鏈中的能帶變化

簡介：氫原子核外只有一個電子，是最簡單的原子形式，所組成的一維氫原子鏈物理學上可以近似看作SSH模型。物理上SSH模型被廣泛應用于拓撲，冷原子等領域。本項目計劃通過DFT計算學習一維氫原子鏈中的能帶變化，探索SSH模型中的相變。

2、利用LJ勢計算，STM探針在材料表面滑過

簡介：STM是探測材料表面的常用手段。計算上有很多STM的方法，比如JACS, 121, 5392 (1999)，但是比較流行的是Tersoff-Hamann (TF)模型，該模型是基于Bardeen計算隧道電流公式通過推導和簡化得到的一種近似，并且TF模型局限性很大，只應用于低溫和小偏壓極限。LJ勢是分子動力學中常用的力場，本項目計劃通過基于LJ勢的分子動力學模擬，探索模擬STM探針在材料表面滑過的過程，以及模擬STM圖。

3、構建甲烷體系的神經網絡勢能面

簡介：傳統的量子化學計算計算標度高，即使是高效的密度泛函（DFT）方法也是3次方標度，可以基于現有的機器學習算法框架預測高精度水平下體系的能量和梯度，構建出對應體系的勢函數，加速傳統的量子化學計算。

4、金屬材料彈性模量的分子動力學模擬

簡介：彈性模量是金屬材料的重要性能參數，宏觀上反映了材料在一定的應力作用下發生彈性變形的難易程度，微觀上則是組成金屬材料的原子之間鍵合強度的反映。通過分子動力學模擬可以確定出材料的微觀構象，再通過宏觀力學的方法，對金屬材料體系進行力學上的拉伸、剪切等加載模擬，進而獲得材料的彈性模量。通過嚴謹的理論體系進行求解，得到彈性模量等表征材料力學性能參數，突破了只能通過實驗測定該參數的局限。

5、無定形鋰硅合金材料的多尺度模擬

簡介：硅負極材料是鋰電池中目前唯一實現商業化應用的新型負極材料，比容量遠高于傳統的石墨負極材料。但是硅負極材料在鋰嵌入的時候會產生無定形鋰硅合金結構和發生嚴重的體積膨脹，限制了它的廣泛應用。怎樣從多尺度材料模擬的方法出發，研究鋰硅合金在不同條件下的不同結構和電極性能，對于提升鋰電池性能和推進新技術發展，有著重要的現實意義。

6、基于量子化學計算軟件擬合穆斯堡爾譜校準方程

簡介：同質異能位移(isomer shift)是穆斯堡爾譜的重要觀測參量，用來研究配合物金屬中心的氧化態、自旋態以及配位環境等。基于密度泛函理論計算同質異能位移值是實驗觀測的重要輔助手段，可以從理論上驗證金屬中心的氧化態、自旋態等信息。

擬對鐵的一系列模型體系化合物進行密度泛函理論計算，擬合基于有效接觸密度(effective contact density)的同質異能位移校準方程，實現對配合物鐵中心電子結構相關信息的預測。

1、基于陽離子空位的MEMS半導體傳感器研究

簡介：氣敏傳感器的響應水平與材料缺陷息息相關，氧空位作為陰離子空位在氧化物中非常常見，而陽離子空位的研究則較為稀有。因此，使用刻蝕的方法對材料制造原子級別的陽離子空位，用于MEMS半導體傳感器的研究。

2、離子進化氧化ZIFs的氣敏材料體系構建與應用研究

簡介：ZIFs作為可調控的高比表面積的多孔材料，是制造氧化物半導體的優良前驅體。然而，過高的退火溫度會導致氧化物團聚。因此，使用具有變價能力的離子進行輔助氧化并進行摻雜，用于合成具有良好響應的氣敏材料。

3、人工肺研制與應用

簡介：隨著科技的發展，研究的不斷進步，人體的所有臟器都將可以用人工臟器所取代，比如人工心臟、人工肺、人工腎、人工肝臟、人工胰臟。人工肺，又名氧合器或氣體交換器，是一種代替人體肺臟進行氣體交換的人工器官。本課題目標研制一種人工的肺部，并將其用于呼吸數據模型建立及分析的研究。

（三）原創探索項目

支持和鼓勵學院本科生提出學術新思想和新問題，發展新理論和新方法，開展有原創性的研究工作。

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