近日，湘潭大學(xué)物理與光電工程學(xué)院2015級(jí)物理學(xué)韶峰班本科生尹衡闖同學(xué)以第一作者身份在物理學(xué)著名學(xué)術(shù)期刊《物理學(xué)評(píng)論B（快速通訊）》[Phys. Rev. B. (RC)]上發(fā)表學(xué)術(shù)論文：“Stone-Wales graphene: A Two Dimensional Carbon Semi-Metal with Magic Stability”。

《物理學(xué)評(píng)論B》是美國(guó)物理學(xué)會(huì)（American Physical Society）主辦的物理學(xué)術(shù)期刊之一，主要發(fā)表凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的高水平前沿學(xué)術(shù)成果，是國(guó)際物理學(xué)界廣泛認(rèn)可的享有高度學(xué)術(shù)聲譽(yù)的期刊之一。該期刊的快速通訊欄目旨在以快速出版的方式發(fā)表學(xué)術(shù)界普遍關(guān)注的重要研究成果。

尹衡闖是湘潭大學(xué)首屆物理學(xué)韶峰實(shí)驗(yàn)班學(xué)生，也是物理與光電工程學(xué)院第一位在該期刊和該欄目發(fā)表學(xué)術(shù)論文的本科學(xué)生，他2018年暑期參加北京大學(xué)夏令營(yíng)并獲評(píng)優(yōu)秀學(xué)員，目前已被北京大學(xué)免試錄取為直博研究生。

石墨烯是一種單原子層的二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)，因具有許多奇特的物理性質(zhì)而受到人們的廣泛關(guān)注。除了機(jī)械剝離法外，人們發(fā)展了化學(xué)氣相沉積法、分子束外延生長(zhǎng)法和有機(jī)小分子自組裝等方法來(lái)制備石墨烯；但考慮到不同的生長(zhǎng)條件，如基底、溫度、壓強(qiáng)等的不同，可能制備得到不同晶體構(gòu)型的二維石墨烯異構(gòu)體。近十年來(lái)，如何從理論上快速高效地預(yù)測(cè)出可能穩(wěn)定存在的新型二維石墨烯異構(gòu)體一直是計(jì)算凝聚態(tài)物理中的重要研究熱點(diǎn)之一。

2017年9月開(kāi)始，尹衡闖在學(xué)術(shù)導(dǎo)師何朝宇博士的指導(dǎo)下，進(jìn)行二維石墨烯異構(gòu)體的第一性原理預(yù)測(cè)研究。尹衡闖利用Python編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)根據(jù)指定平面群、晶格信息和非等價(jià)點(diǎn)數(shù)而自動(dòng)產(chǎn)生隨機(jī)結(jié)構(gòu)的功能，并結(jié)合何朝宇博士等人前期開(kāi)發(fā)的晶體結(jié)構(gòu)搜索代碼RG2（Phys. Rev. B., 97, 014104 ,2018）的結(jié)構(gòu)優(yōu)化功能，成功預(yù)測(cè)出31個(gè)全新的二維sp2碳晶體結(jié)構(gòu)；并利用第一性原理方法系統(tǒng)研究了這些二維石墨烯異構(gòu)體的穩(wěn)定性和電子性質(zhì)。他們的研究發(fā)現(xiàn)，一個(gè)可由Stone-wales缺陷周期性拓?fù)涠傻亩S碳結(jié)構(gòu)（SW-graphene）在能量上穩(wěn)定于前人所提出的所有石墨烯異構(gòu)體，在動(dòng)力學(xué)上也是穩(wěn)定的；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)了SW-graphene在其缺陷態(tài)系列中具有“幻數(shù)”穩(wěn)定性，并可通過(guò)簡(jiǎn)單的“能量劈裂和反轉(zhuǎn)”模型得到定性解釋。這些研究結(jié)果極大豐富了人們對(duì)石墨烯異構(gòu)體的認(rèn)識(shí)，為石墨烯的進(jìn)一步應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。以上研究成果發(fā)表在2019年1月26日出版的第17期《物理評(píng)論B：快速通信》上（論文鏈接:https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.99.041405 ）。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目及湘潭大學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科拔尖人才培養(yǎng)計(jì)劃的支持。

湘潭大學(xué)物理學(xué)韶峰實(shí)驗(yàn)班是湘潭大學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科拔尖人才培養(yǎng)計(jì)劃試點(diǎn)項(xiàng)目。物理學(xué)韶峰班由教育部“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授、國(guó)家教學(xué)名師、全國(guó)模范教師鐘建新教授擔(dān)任學(xué)術(shù)班主任，學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)唐超副教授擔(dān)任班主任，實(shí)行學(xué)業(yè)導(dǎo)師和學(xué)術(shù)導(dǎo)師“雙導(dǎo)師制”，實(shí)施獨(dú)立小班授課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、勇于探索、個(gè)性化發(fā)展，養(yǎng)成批判性思維，培養(yǎng)獨(dú)立創(chuàng)新能力。物理學(xué)韶峰班自開(kāi)辦以來(lái)，高考第一志愿填報(bào)率均超過(guò)200%，班級(jí)學(xué)生獲得了一系列優(yōu)秀成績(jī)，學(xué)生累計(jì)獲得全國(guó)大學(xué)生英語(yǔ)演講比賽三等獎(jiǎng)、湖南省大學(xué)生物理競(jìng)賽一等獎(jiǎng)、湖南省天文知識(shí)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)、湖南省數(shù)學(xué)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)等各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)10余項(xiàng)；首屆物理學(xué)韶峰實(shí)驗(yàn)班學(xué)生保研率達(dá)77%，其中1人保送北京大學(xué)直博，1人保送清華大學(xué)直博。

（譚娜）

（來(lái)源：物理與光電工程學(xué)院）