李佳林-新疆大学物理科学与技术学院

李佳林博士
入职时间：		2023-11-09
学历：		博士研究生
办公地点：		物理楼A408
所属学科：		凝聚态物理
研究方向：		低维纳米材料与器件电荷和声子输运的理论研究
邮箱：		lijialin09@xju.edu.cn
李佳林，物理学专业，理学博士，研究方向低维纳米物理与器件。2023年11月毕业于中南大学物理学院。同年11月进入新疆大学物理科学与技术学院任教。主要研究方向是低维纳米材料与器件电荷和声子输运的理论研究。

研究方向1：
研究方向2：
研究方向3：
特色成果1：黑磷烯范德华异质结构的电子性质调控和黑磷烯抗氧化
领域背景及面临的问题
黑磷烯及其范德华异质结构的电子调控、各向异性电子输运、柔性电子器件的理论设计。黑磷烯在柔性电子器件和热电可穿戴材料的延申和拓展。有机分子附着黑磷烯，提升抗氧化性能，内在物理机制尚不明晰。
取得的成果
保留结构各向异性有利于维持材料的柔性的机械性能和各向异性的电子性质，黑磷烯基范德华异质结构印证了设计初衷。电子和声子输运研究，理论证明其具有热电转换的潜质。有机分子F4TCNQ附着于黑磷烯有效地抑制了空气中的氧气分子和水分子对黑磷烯的氧化，有机分子起到了很好的电子屏蔽作用。 Reference： J. Phys.: Condens. Matter 2021, 33, 425301 ACS Appl. Nano Mater. 2020, 3, 5, 4407–4417 Appl. Phys. Lett. 2020, 117, 061602
成果意义
黑磷烯在柔性电子器件和热电材料邻域应用给出理论设计。有效保护黑磷烯电子性质的稳定性。
特色成果2：水基锌离子电池电极的电化学行为研究
领域背景及面临的问题
电池的运行会引起界面热力学的变化，而界面热力学如何影响电池化学能量密度的基本认识尚未建立。从动力学角度分析未能解决的关键问题：阳离子（Zn²⁺）脱出和嵌入速率及其电子传输能力受电极活性材料体相结构的影响。以及提升电池快速充放电和提高功率密度的有效策略。
取得的成果
提出了界面热力学调节电极电位的概念，对提高锌锰电池能量密度具有指导意义。采用阳离子电解质策略调节电双层的电荷密度和脱溶引起的熵变。从晶体场和能级分裂的角度详细分析了储能行为。通过理论计算和实验验证,原结构紧凑不适合插入锌离子,而一个高度活跃在最初的原位电化学活化，伴随着在拥挤不堪的晶格缺的陷VNxOy展现有效率锌离子存储能力。 Reference： Science Bulletin 2021,10,016 Small 2021,17,2101944 Advanced Materials, 2021, 33, 2100187 ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 47, 52702–52714
成果意义
电极/电解质界面对电池化学的电化学行为，特别是工作电压有很大的影响，给出基础性的解释。 VN_xO_y氮化钒氧化物紧密堆积晶格面电化学原位缺陷，为阳离子（Zn²⁺）脱出和嵌入提供了有利通道。
特色成果3：依赖于堆垛序的范德华异质结构电子和电子输运性质研究
领域背景及面临的问题
范德华异质结构由于界面作用形成交错的能带结构，可以有效分离光生载流子，使得氧化和还原反应在不同的单层材料中进行，并且能带偏移可以驱动电子和空穴在不同的通道中进行转移，对于降低载流子复合、延长载流子寿命都有改善作用。范德华异质结构的偶极子调控值得深入讨论和研究。载流子散射只考虑长波声学声子散射可能是不够的。
取得的成果
研究界面对能带偏移的影响，进而影响载流子迁移。考虑多种电子散射机制，极化光学支、非极化光学支、电离杂质散射对电荷输运的影响界面相互作用对光催化裂解水和电荷输运的影响。 Reference： Journal of Physics D: Applied Physics, 2022, 56: 035301, 1-12. The Journal of Physical Chemistry C, 2023, 127, 33, 16588-16597.
成果意义
堆垛序对范德华异质结构电子性质影响的计算模拟，为进一步实验研究提供了理论指导和数据。多种电子散射机制拓展了层间耦合对电荷输运的理论研究。
特色成果4：少层黑砷烯的电子和声子输运和热电性质研究
领域背景及面临的问题
理论研究发现单层黑砷烯经过应变调制可实现间接-直接带隙相变，那么能带的相对移动会对带边态密度产生影响。层数变化使得量子限域效应显现，带边态密度、各向异性的电子性质，以及电子输运性质值得深入研究。在实验上，黑砷纳米片被探测到强的非谐性声子和低的晶格热导率。然而，黑砷烯的非谐性声子和层数的关系尚未被明确解释和说明。
取得的成果
计算了少层黑砷烯的电子线宽，发现双层的黑砷烯在电荷输运方面具有明显优势。根据H-L模型解释了能带收敛行为。随着层数降低，黑砷烯的声子非谐性效应增强，主要体现在声子散射相空间和格律奈森参数上。
成果意义
弱的界面相互作用对带边态密度的影响不可忽略。少层黑砷烯具备热电特性。
特色成果5：层间耦合对范德华异质结构声子输运的影响
领域背景及面临的问题
对于小尺寸的高功率器件，界面的导热能力实际上已经成为制约器件性能提升的瓶颈，因此研究它们的界面导热机制尤其重要。在这些半导体器件中，界面热导主要是由异质结界面附近的几个原子层产生的界面声子决定的。但目前人们对于界面声子如何影响界面热导知之甚少。堆垛序和堆垛结构对范德华异质结构的声子输运的影响还未给出清晰的物体图像，以及层间耦合影响的具体形式。
取得的成果
异质结构的声子输运性质主要由堆垛结构决定。层间相互作用决定性的影响了声子输运的贡献。针对较大的原子体系，采用Debye-Callaway模型进行近似处理。堆垛序对声子热导率的影响相当弱。
成果意义
范德华异质结构的层间振动模式对声子热导率影响和贡献。由面内极性二维材料组成的范德华异质结构，在计算声子输运时，有必要计入极性效应。
学术社交平台个人主页：
ResearchGate: https://www.researchgate.net/profile/Jialin-Li-73
主要发表论文
[1]Jialin Li, Mingming Li, Xuerui Shi, Jiajia Fei, Ximeng Tang, Yunpeng Wang, Mengqiu Long. Stacking Order Dependent Electronic, Optical, and Charge Transport Properties of van der Waals GaS/WXY (X/Y = S, Se, Te) Heterostructures[J]. The Journal of Physical Chemistry C, 2023, 127, 33, 16588-16597.
[2]Jialin Li, Mingming Li, Mengqiu Long, Guozhao Fang, Min Liu. Stacking order effects on the electronic and optical properties of GaS/XMoY (X/Y = S, Se, Te) Van der Waals heterostructures: a first-principles study[J]. Journal of Physics D: Applied Physics, 2022, 56: 035301, 1-12.
[3]Shan Guo, Jialin Li, Baoshan Zhang, Wenyong Chen, Guozhao Fang, Mengqiu Long, Shuquan Liang. Interfacial thermodynamics-inspired electrolyte strategy to regulate output voltage and energy density of battery chemistry[J]. Science Bulletin, 2022, 67, 626-635.
[4]Jialin Li, Yun-Peng Wang, Shidong Zhang1, Haiming Duan, Mengqiu Long. First-principles investigations on a two-dimensional S3N2/black phosphorene van der Waals heterostructure: mechanical, carrier transport and thermoelectric anisotropy[J]. Journal of Physics: Condensed Matter, 2021, 33, 425301
[5]Jialin Li, Shidong Zhang, Yunpeng Wang, Hai Ming Duan, Mengqiu Long. First-Principles Study of Strain Modulation in S3P2/Black Phosphorene vdW Heterostructured Nanosheets for Flexible Electronics[J]. ACS Applied Nano Materials, 2020, 3, 5, 4407–4417.
[6]Jialin Li, Haiming Duan, Bowen Zeng, Qun Jing, Biaobin Cao, Fengjuan Chen, Mengqiu Long. Strain-Induced Band Structure Modulation in Hexagonal Boron Phosphide/Blue Phosphorene vdW Heterostructure[J]. The Journal of Physical Chemistry C, 2018, 122, 45, 26120–26129.
[7]Hongying Bian, Haiming Duan, Jialin Li; Fengjuan Chen, Biaobing Cao, Mengqiu Long. Electronic and magnetic properties of the transition-metal absorbed blue-phosphorus/MoS2 heterostructure: A first-principles investigation[J]. AIP Advances, 2019, 9, 065207.
[8]Tian Wu, Mengli Yao, Jialin Li, Mingjun Li, Mengqiu Long. First-principles prediction of the electronic property, carrier mobility and optical absorption in edge-modified pristine sawtooth penta-graphene nanoribbons (SSPGNRs)[J]. Results in Physics, 2020, 17, 103103.
[9]Shitan Wang, Jialin Li, Yuan Zhao, Baoxing Liu, Pan Yua, Junhua Wei, Jianhua Zhang, Haipeng Xie Dongmei Niu, Mengqiu Long, Yongli Gao. Effective passivation of black phosphorus against atmosphere by quasi-monolayer of F4TCNQ molecules[J]. Appl. Phys. Lett. 2020, 117, 061602.
[10]Mengli Yao, Tian Wu, Biao Liu, Jialin Li, Mengqiu Long. First principle study on interfacial interaction of black phosphorus and CsBr vdW heterostructure[J]. Physics Letters A, 2020, 384, 126614.
[11]Shidong Zhang, Yun Li, Yun-Peng Wang, Jialin Li, Mingjun Li and Mengqiu Long. The spin-polarized edge states of blue phosphorene nanoribbons induced by electric field and electron doping[J]. Journal of Physics: Condensed Matter, 2021, 33 105302.
[12]Miao Zhou, Shan Guo, Jialin Li, Xiongbin Luo, Zhexuan Liu, Tengsheng Zhang, Xinxin Cao, Mengqiu Long, Bingan Lu, Anqiang Pan, Guozhao Fang, Jiang Zhou, Shuquan Liang. Surface-Preferred Crystal Plane for a Stable and Reversible Zinc Anode[J]. Advanced Materials, 2021, 33, 2100187.
[13]Xuefang Xie, Guozhao Fang, Wenjie Xu, Jialin Li, Mengqiu Long, Shuquan Liang, Guozhong Cao, Anqiang Pan. In Situ Defect Induction in Close-Packed Lattice Plane for the Efficient Zinc Ion Storage[J]. Small, 2021, 17, 2101944.
[14]Mingming Li, Jialin Li, Xiaojiao Zhang, Di Wu; Mingjun Li, Mengqiu Long. Effects of conjugated structure on electronic and transport properties in organic–inorganic hybrid superlattices Cd2Se2(C2H4N2)1/2[J]. Journal of Physics: Condensed Matter, 2022, 34 295501.
[15]Yuanlang Wan, Zhi Chang, Xuefang Xie, Jialin Li, Simin Chai, Shuang Zhou, Qiong He, Chunyan Fu, Mingyang Feng, Guozhong Cao, Shuquan Liang, and Anqiang Pan. In/Ce Co-doped Li3VO4 and Nitrogen-modified Carbon Nanofiber Composites as Advanced Anode Materials for Lithium-ion Batteries[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2022, 14, 47, 52702–52714.
[16]Jiajia Fei, Xiaojiao Zhang, Jialin Li, Mingming Li, Mengqiu Long. First-principles predictions of enhanced thermoelectric properties for Cs2SnI2Cl2 and Cs2PbI2Cl2 monolayers with spin–orbit coupling[J]. Journal of Physics: Condensed Matter, 2023, 35 435703.
[17]Xuerui Shi, Jialin Li, Xiaojiao Zhang, Mingjun Li, Qun Jing; Guozhao Fang, Mengqiu Long, Mechanisms of adsorption and diffusion of Na on a VSe2 monolayer with engineering-induced vacancies[J]. Physical Chemistry Chemical Physics, 2023,25, 14558-14565.