吉大杰青‘神算子’，开发新AI‘算盘’，助力多篇Nature、Science等顶刊！

人物介绍

张立军，现在担任吉林大学材料科学与工程学院教授、博士生导师、吉林大学“唐敖庆学者”卓越教授，总被引超过1.5万次，i10指数143。

教育科研经历：张立军2003年本科毕业于东北师范大学物理系，2008年在吉林大学获凝聚态物理博士学位，2008-2014年先后到美国橡树岭国家实验室、美国国家可再生能源实验室、美国科罗拉多大学波尔得分校任博士后研究员、研究助理教授。2014年在国家海外高层次青年人才引进计划支持下回国到吉林大学工作，2017年、2021年分别获国家基金委优秀青年基金、杰出青年基金项目资助，他主要从事半导体材料物理、半导体光电材料、材料计算模拟、新材料设计方面的科学研究工作，聚焦半导体光电材料，开展新材料设计与物性调控研究，多个理论预测的新型光电半导体物性调控思路得到实验证实。

新AI‘算盘’

为满足材料基因工程与材料信息学的研究需求，吉林大学张立军课题组结合功能材料大数据与人工智能机器学习算法，开发了一款叫做JAMIP的材料设计软件。它可以对半导体材料、介电材料、金属材料等多个材料体系进行合成、高通量计算模拟，还提供了数据管理、分析及存储技术和机器学习数据挖掘算法，帮助用户更快速地挖掘材料结构中的物理性质，探索材料性质以及不同物理性质之间的关系，帮助材料科学家进行高性能化设计。2021年，这个‘新算盘’项目以“JAMIP: an artificial-intelligence aided data-driven infrastructure for computational materials informatics”为题发表于Science Bulletin期刊上。

图1. JAMIP代码框架，该程序分为三个主要部分：数据生成（蓝色）、数据收集（黄色）和数据学习（绿色）。

该软件有三个特色：（1）内置了多种不同类型的材料性质计算流程模块，可快速构建缺陷、表面、晶界、异质结等复杂材料结构，可针对批量生成的材料结构进行高度自动化的计算模拟。（2）该软件集成了以Django框架为基础的数据库平台接口，支持多种主流关系型数据，实现结果的自动化数据提取、存储和分析。（3）该软件集成了机器学习算法模块。（连上ChatGPT会不会更好玩？）

图2. 材料数据库的整体视角

为顶刊插上翅膀

张立军教授在光电子材料领域有深厚的计算积累，找他做计算的伙伴档次都很高，强强联合后，他们将文章发表在Nature、Science等顶刊上。

1. 2018年，华中科技大学武汉国家光电研究中心的唐江教授团队在Nature发表文章“Efficient and stable emission of warm-white light from lead-free halide double perovskites”，这个工作阐释了Cs₂AgInCl₆的发光特性，通过Na⁺合金化和Bi³⁺痕量掺杂实现了高效稳定的白光LED，这为非铅钙钛矿发光材料的研究指明了一条道路，有希望在绿色照明方面实现产业化应用。张立军教授是合作者之一，提供了非常重要的计算帮助。

2. 2019年，上海交通大学赵一新团队在Science上发表文章“Thermodynamically stabilized β-CsPbI3–based perovskite solar cells with efficiencies >18% ”。该团队制备出高度稳定的四方晶系的β-CsPbI₃钙钛矿薄膜，结合碘化胆碱裂解-填充的界面处理方法，钝化了表面陷阱态、增加载流子寿命、实现更好的能级匹配，将全无机电池效率提高到18.4％，具有高稳定性和重复性。张立军教授是合作者之一，提供了非常重要的计算帮助。

3. 2017年，张立军教授以第一作者身份在Nature Reviews Materials上发表文章“Materials discovery at high pressures”。 压力是决定材料性能的一个最基本的变量，这篇综述总结了高压材料的一些新进展，重点介绍了高温超导、氮化硼纳米孪晶以及金刚石等材料。同时也介绍了高压下的能源材料和特种化学材料，并且强调压力释放后性质不稳定性是高压材料的主要缺点。

4. 2018年，张立军教授以通讯作者身份在Joule上发表题为“Rational Design of Halide Double Perovskites for Optoelectronic Applications”的论文。为了消除有毒的重金属Pb²⁺离子，并增强钙钛矿材料的稳定性，这篇文章提出了“阳离子演化”理念来探索新材料体系。令人震惊的发现，这些材料呈现出异常丰富的化学和物理特性，并在光电转换应用领域显示出令人振奋的结果，后续有多种预言的材料被证实。

5. 2020年，黄维院士、南京工业大学陈永华教授、吉林大学张立军教授作为共同通讯作者，在Nature Photonics上发表文章“Efficient and stable Ruddlesden-Popper perovskite solar cell with tailored interlayer molecular interaction”。这篇文章将实验研究和理论模拟相结合，创新性地引入一种含S的有机胺分子，这可以实现层间相互作用的有效调控，并探究了这个分子对层状钙钛矿薄膜的结晶动力学、稳定性等影响，制备并实现了高效且稳定的低维钙钛矿电池。

6. 2019年，北京理工大学的陈棋教授等人在Nature Communications上发表文章“Strain engineering in perovskite solar cells and its impacts on carrier dynamics”。这个工作通过改变掠入射X射线的角度，来研究薄膜上残余应力，他们发现了钙钛矿薄膜的应力是梯度分布，这会相应地影响太阳能电池载流子动力学行为，第一性原理计算表明的钙钛矿应力会诱导能带弯曲，通过合理的调控应变工程，使器件的效率提高到20.7%。张立军教授是合作者之一，提供了非常重要的计算帮助。

参考资料

1. https://baike.baidu.com/item/%E5%BC%A0%E7%AB%8B%E5%86%9B/22233369

2. https://scholar.google.com/citations?hl=zh-CN&user=4SFdkCUAAAAJ

3. https://new.qq.com/rain/a/20211118a01x5g00

原创文章，作者：Gloria，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/12/0d3af9df9f/

吉大杰青‘神算子’，开发新AI‘算盘’，助力多篇Nature、Science等顶刊！

相关推荐

发表回复