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（一）鸿之微科技(上海)股份有限公司专题项目

1、一维氢原子链中的能带变化

简介：氢原子核外只有一个电子，是最简单的原子形式，所组成的一维氢原子链物理学上可以近似看作SSH模型。物理上SSH模型被广泛应用于拓扑，冷原子等领域。本项目计划通过DFT计算学习一维氢原子链中的能带变化，探索SSH模型中的相变。

2、利用LJ势计算，STM探针在材料表面滑过

简介：STM是探测材料表面的常用手段。计算上有很多STM的方法，比如JACS, 121, 5392 (1999)，但是比较流行的是Tersoff-Hamann (TF)模型，该模型是基于Bardeen计算隧道电流公式通过推导和简化得到的一种近似，并且TF模型局限性很大，只应用于低温和小偏压极限。LJ势是分子动力学中常用的力场，本项目计划通过基于LJ势的分子动力学模拟，探索模拟STM探针在材料表面滑过的过程，以及模拟STM图。

3、构建甲烷体系的神经网络势能面

简介：传统的量子化学计算计算标度高，即使是高效的密度泛函（DFT）方法也是3次方标度，可以基于现有的机器学习算法框架预测高精度水平下体系的能量和梯度，构建出对应体系的势函数，加速传统的量子化学计算。

4、金属材料弹性模量的分子动力学模拟

简介：弹性模量是金属材料的重要性能参数，宏观上反映了材料在一定的应力作用下发生弹性变形的难易程度，微观上则是组成金属材料的原子之间键合强度的反映。通过分子动力学模拟可以确定出材料的微观构象，再通过宏观力学的方法，对金属材料体系进行力学上的拉伸、剪切等加载模拟，进而获得材料的弹性模量。通过严谨的理论体系进行求解，得到弹性模量等表征材料力学性能参数，突破了只能通过实验测定该参数的局限。

5、无定形锂硅合金材料的多尺度模拟

简介：硅负极材料是锂电池中目前唯一实现商业化应用的新型负极材料，比容量远高于传统的石墨负极材料。但是硅负极材料在锂嵌入的时候会产生无定形锂硅合金结构和发生严重的体积膨胀，限制了它的广泛应用。怎样从多尺度材料模拟的方法出发，研究锂硅合金在不同条件下的不同结构和电极性能，对于提升锂电池性能和推进新技术发展，有着重要的现实意义。

6、基于量子化学计算软件拟合穆斯堡尔谱校准方程

简介：同质异能位移(isomer shift)是穆斯堡尔谱的重要观测参量，用来研究配合物金属中心的氧化态、自旋态以及配位环境等。基于密度泛函理论计算同质异能位移值是实验观测的重要辅助手段，可以从理论上验证金属中心的氧化态、自旋态等信息。

拟对铁的一系列模型体系化合物进行密度泛函理论计算，拟合基于有效接触密度(effective contact density)的同质异能位移校准方程，实现对配合物铁中心电子结构相关信息的预测。

1、基于阳离子空位的MEMS半导体传感器研究

简介：气敏传感器的响应水平与材料缺陷息息相关，氧空位作为阴离子空位在氧化物中非常常见，而阳离子空位的研究则较为稀有。因此，使用刻蚀的方法对材料制造原子级别的阳离子空位，用于MEMS半导体传感器的研究。

2、离子进化氧化ZIFs的气敏材料体系构建与应用研究

简介：ZIFs作为可调控的高比表面积的多孔材料，是制造氧化物半导体的优良前驱体。然而，过高的退火温度会导致氧化物团聚。因此，使用具有变价能力的离子进行辅助氧化并进行掺杂，用于合成具有良好响应的气敏材料。

3、人工肺研制与应用

简介：随着科技的发展，研究的不断进步，人体的所有脏器都将可以用人工脏器所取代，比如人工心脏、人工肺、人工肾、人工肝脏、人工胰脏。人工肺，又名氧合器或气体交换器，是一种代替人体肺脏进行气体交换的人工器官。本课题目标研制一种人工的肺部，并将其用于呼吸数据模型建立及分析的研究。

（三）原创探索项目

支持和鼓励学院本科生提出学术新思想和新问题，发展新理论和新方法，开展有原创性的研究工作。

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