報(bào)告承辦單位: 材料科學(xué)與工程學(xué)院

報(bào)告內(nèi)容：材料凝固形核過程的原子尺度計(jì)算模擬及新材料的結(jié)構(gòu)與性能預(yù)測

報(bào)告人姓名: 牛海洋

報(bào)告人所在單位: 西北工業(yè)大學(xué)

報(bào)告人職稱/職務(wù)及學(xué)術(shù)頭銜: 教授

報(bào)告時(shí)間:  2019年10月28日星期一 下午 3:00

報(bào)告地點(diǎn): 新能源大樓1A-302

報(bào)告人簡介: 牛海洋，西北工業(yè)大學(xué)教授。2015年博士畢業(yè)于中國科學(xué)院金屬研究所。2013 年 11 月至 2016 年 10 月先后赴莫斯科物理技術(shù)學(xué)院和紐約州立大學(xué)石溪分校Artem R. Oganov 教授組從事博士聯(lián)合培養(yǎng)和博士后研究工作; 2016年10月至2019年9月于瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院Michele Parrinello教授組從事博士后研究。研究工作集中在材料凝固問題的多尺度計(jì)算模擬，跨尺度分子動(dòng)力學(xué)方法研發(fā)及新材料的結(jié)構(gòu)與性能預(yù)測和實(shí)驗(yàn)表征，并在PNAS、PRL、JPCL等期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，論文總引用次數(shù)1600余次。

報(bào)告內(nèi)容：材料的凝固形核過程是材料科學(xué)、凝聚態(tài)物理、醫(yī)藥制備和氣象預(yù)測等諸多領(lǐng)域最重要的研究課題之一。材料凝固的早期階段涉及的空間尺度非常小，從原子尺度出發(fā)研究形核過程是洞悉材料凝固形核機(jī)理的關(guān)鍵。原子尺度下的計(jì)算機(jī)模擬，例如分子動(dòng)力學(xué)，基本解決了形核過程研究的空間尺度問題，然而分子動(dòng)力學(xué)模擬的時(shí)間尺度一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料凝固形核的時(shí)間。本報(bào)告針對(duì)以上問題，通過引入映射材料內(nèi)部原子結(jié)構(gòu)的X射線衍射作為序參量，采用巨分子動(dòng)力學(xué)解決了材料凝固形核原子尺度模擬的空間和時(shí)間尺度問題，并成功運(yùn)用到金屬鈉、SiO2和水等體系的結(jié)晶形核研究^[1][2]。報(bào)告還將簡要介紹巨分子動(dòng)力學(xué)、第一性原理計(jì)算結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測和深度學(xué)習(xí)在材料凝固問題、新材料設(shè)計(jì)、材料性能與結(jié)構(gòu)預(yù)測等方面的應(yīng)用。

References:

[1] H. Y. Niu, P. Pablo, M. Invernizzi, and M. Parrinello. PNAS, 115, 5348 (2018).

[2] H. Y. Niu, Y. I. Yang, and M. Parrinello, PRL, 122, 245501 (2019).