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刘益伦

教授 博士生导师 硕士生导师

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  • 学历: 博士研究生毕业
  • 学位: 博士
  • 职称: 教授
  • 毕业院校: 清华大学
  • 学科: 力学

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研究进展 | 课题组大三本科生在Phys Status Solidi B上发表研究论文

发布时间:2025-06-25
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发布时间:
2025-06-25
文章标题:
研究进展 | 课题组大三本科生在Phys Status Solidi B上发表研究论文
内容:

全文速递

 

    近日,西安交通大学航天航空学院刘益伦教授团队在国际知名期刊《Physica Status Solidi B: Basic Solid State Physics》上发表了题为《Manipulating Hydrogen Evolution Reaction in Janus MoSSe Monolayer via Defect and Strain Engineering》的研究论文。该论文基于第一性原理计算方法,系统研究了Janus MoSSe具有空位缺陷结构的特征、电子结构特性、氢析反应(HER)性能,以及外部应力对其HER催化性能的影响规律。研究表明,空位缺陷可明显提高MoSSe的HER性能,并且应变工程是调控其HER性能的有效手段,使其趋近于理想值。

 

内容概述

 

       在单层MoSSe 中构建了六种空位缺陷结构并研究了其稳定性(图 1)。计算表明,Mo 单原子空位的引入改变了MoSSe的 p 能带结构(图 2),使氢吸附吉布斯自由能趋近于理想值。进一步研究发现,施加拉伸或压缩应变可改变缺陷MoSSe的电子结构,同时功函数与 p 带中心的协同变化,是诱导氢吸附吉布斯自由能与应变呈现线性关系的关键因素。更重要的是,应变调控可驱动该自由能无限趋近于 0 eV。该工作揭示了缺陷工程与应变调控的协同作用对优化 Janus MoSSe 材料催化性能的关键机制。

图1. MoSSe不同缺陷结构及其形成能

图2. 不同缺陷结构氢吸附位点p能带

 

第一作者感悟

 

       我于2022年在招生志愿填报宣讲会初次认识覃华松老师,自第一志愿报考西安交通大学录取入学后,作为大一新生,我便毅然加入航天航空学院刘益伦教授团队从事课题研究,结合自身专业背景知识,我选择了从事先进材料力-化学耦合及智能设计研究。在覃华松老师和任凯老师的引领下,我开启了科研生涯。研究伊始,覃老师和任老师便为我量身定制了文献阅读计划。在这份计划的指引下,我系统性地研读领域文献,英文水平与专业素养同步提升。然而科研之路并非坦途。初入课题时,面对全新的研究体系与专业知识,我一时难以适应。所幸在导师的持续指引下,纵有些许波折,研究工作最终圆满完成。回溯近两年的科研历程,科研可能没有预期成果,但必定收获成长。最大的蜕变在于掌握了主动探索的能力——我熟练阅读并总结英文文献,运用Origin进行科学绘图,通过VASP完成第一性原理计算,借助VASPKIT实现数据处理;从Materials Studio建模到Python脚本编写等等,这些曾一知半解的工具,如今已成为我剖析科学问题的利刃。这段经历赋予我的不仅仅是技术能力的提升,更是将复杂问题拆解为可执行方案的科研思维,我想这段宝贵的经历将源源不断地滋润我未来的学术生涯,也坚定了我未来从事力学相关研究的学业规划。
       这段科研旅程中,真挚的师生情谊与同窗友谊同样珍贵。覃华松副教授与任凯副教授作为科研指导老师,耐心指导我构建科研绘图与论文写作的系统框架,也不厌其烦地教导我掌握专业软件操作; 刘益伦教授以深刻的洞见启发了关键研究思路;岳圣瀛教授对我的研究提供切实的改进建议。此外,有幸与苏友桐、颜诗涵、卞浩森、尤诗雅和帅恩浩等同窗师弟师妹相遇西安交通大学,组成泉州科研小分队。在共同应对模型构建、分析数据和数据处理的日日夜夜里,我们相互学习、互相启发,这份在攻坚克难中结下的情谊,是科研赋予我的重要收获。

 

 

 

原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pssb.202500128