近日，湘潭大學物理與光電工程學院2015級物理學韶峰班本科生尹衡闖同學以第一作者身份在物理學著名學術期刊《物理學評論B（快速通訊）》[Phys. Rev. B. (RC)]上發(fā)表學術論文：“Stone-Wales graphene: A Two Dimensional Carbon Semi-Metal with Magic Stability”。

《物理學評論B》是美國物理學會（American Physical Society）主辦的物理學術期刊之一，主要發(fā)表凝聚態(tài)物理領域的高水平前沿學術成果，是國際物理學界廣泛認可的享有高度學術聲譽的期刊之一。該期刊的快速通訊欄目旨在以快速出版的方式發(fā)表學術界普遍關注的重要研究成果。

尹衡闖是湘潭大學首屆物理學韶峰實驗班學生，也是物理與光電工程學院第一位在該期刊和該欄目發(fā)表學術論文的本科學生，他2018年暑期參加北京大學夏令營并獲評優(yōu)秀學員，目前已被北京大學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構，因具有許多奇特的物理性質而受到人們的廣泛關注。除了機械剝離法外，人們發(fā)展了化學氣相沉積法、分子束外延生長法和有機小分子自組裝等方法來制備石墨烯；但考慮到不同的生長條件，如基底、溫度、壓強等的不同，可能制備得到不同晶體構型的二維石墨烯異構體。近十年來，如何從理論上快速高效地預測出可能穩(wěn)定存在的新型二維石墨烯異構體一直是計算凝聚態(tài)物理中的重要研究熱點之一。

2017年9月開始，尹衡闖在學術導師何朝宇博士的指導下，進行二維石墨烯異構體的第一性原理預測研究。尹衡闖利用Python編寫程序，實現(xiàn)根據(jù)指定平面群、晶格信息和非等價點數(shù)而自動產(chǎn)生隨機結構的功能，并結合何朝宇博士等人前期開發(fā)的晶體結構搜索代碼RG2（Phys. Rev. B., 97, 014104 ,2018）的結構優(yōu)化功能，成功預測出31個全新的二維sp2碳晶體結構；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體的穩(wěn)定性和電子性質。他們的研究發(fā)現(xiàn)，一個可由Stone-wales缺陷周期性拓撲而成的二維碳結構（SW-graphene）在能量上穩(wěn)定于前人所提出的所有石墨烯異構體，在動力學上也是穩(wěn)定的；進一步研究發(fā)現(xiàn)了SW-graphene在其缺陷態(tài)系列中具有“幻數(shù)”穩(wěn)定性，并可通過簡單的“能量劈裂和反轉”模型得到定性解釋。這些研究結果極大豐富了人們對石墨烯異構體的認識，為石墨烯的進一步應用提供了理論基礎。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 ）。該工作得到了國家自然科學基金、教育部創(chuàng)新團隊項目及湘潭大學基礎學科拔尖人才培養(yǎng)計劃的支持。

湘潭大學物理學韶峰實驗班是湘潭大學基礎學科拔尖人才培養(yǎng)計劃試點項目。物理學韶峰班由教育部“長江學者”特聘教授、國家教學名師、全國模范教師鐘建新教授擔任學術班主任，學院教學副院長唐超副教授擔任班主任，實行學業(yè)導師和學術導師“雙導師制”，實施獨立小班授課，激發(fā)學生學習興趣，鼓勵學生自主學習、勇于探索、個性化發(fā)展，養(yǎng)成批判性思維，培養(yǎng)獨立創(chuàng)新能力。物理學韶峰班自開辦以來，高考第一志愿填報率均超過200%，班級學生獲得了一系列優(yōu)秀成績，學生累計獲得全國大學生英語演講比賽三等獎、湖南省大學生物理競賽一等獎、湖南省天文知識競賽一等獎、湖南省數(shù)學競賽二等獎等各類學科競賽獎勵10余項；首屆物理學韶峰實驗班學生保研率達77%，其中1人保送北京大學直博，1人保送清華大學直博。

（譚娜）

（來源：物理與光電工程學院）