物理大讲堂——吉林大学鼎新青年学者论坛（八）

报告题目：CALYPSO软件设计的几种新型多功能氮化物

报告人：罗东宝

报告时间：2022年2月23日上午9:30

报告地点：吉林大学中心校区唐敖庆楼B520

报告摘要

　　氮气（N2）是地球大气中含量最多的气体，占总体积的78.09%。尽管N是高电负性元素，N≡N的存在使N2分子呈现惰性，因此通常使用其他活化原子N的方式（例如与NH3的反应），来制备氮化物。其中，碳丰富的化学性质（sp, sp2, sp3杂化）有利于与氮结合，形成复杂且新颖的阴离子基团，如已知的碳二亚胺NCN2-、胍基CN35-和CN48-。然而，后两种阴离子基团自理论模型提出以来，从未在任何材料中观察到。

　　我们报告的第一个工作就是利用CALYPSO结构预测软件解决相关问题，预测出了：含有高价CN35-和含CN48-阴离子基团的过渡金属化合物，其中阴离子基团中的碳分别呈sp2和sp3杂化。其他一些相同配比的多阴离子基团的亚稳材料，同样能够在常压下稳定存在。这些预测出来的半导体材料在水分解和非线性光学领域具有潜在的应用。

　　报告的第二个工作，针对的是：长久以来难以确定其存在和结构的BeCN2材料。我们利用CALYPSO软件得到了BeCN2具有孔状结构的基态相、石墨构型的和碳二亚胺（NCN2-)构型的亚稳相，并构建了相关相图。之前众多文献提出的金刚石结构模型BeCN2，只比预测的碳二亚胺（NCN2-)相的能量略低，而高于BeCN2的孔状基态相和石墨构型的亚稳相。其中石墨构型的BeCN2表现出了丰富的物理化学性质：单层BeCN2具有优异的OER性能，双层结构是铁电材料，而体相层状AB型结构与其他三种相都属于非线性光学材料。

报告人简介

　　罗东宝，2015-2019年吉林大学凝聚态物理学专业攻读博士，2019年-2021年到亚琛工业大学无机化学所做博士后学术访问。主要利用CALYPSO结构预测软件，探索高压和常压下能够稳定存在的新型材料。在博士期间，发现了碱土金属钡的高价态、卤族元素碘的超价分子和过渡金属锇的过氧化合物，能够在高压下存在；在博士后期间，发现了含有高价阴离子基团CN35-和CN48-的过渡金属化合物，以及BeCN2化合物孔状的基态结构和石墨构型的亚稳态结构，能够在常压下稳定存在。相关成果分别发表在JACS（已接收）, 德国应化（Angewandte Chemie International edition）, Chemical Science和JPCC上面。

举办单位：吉林大学物理学院

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