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  • 王志刚 ( 教授 )

    的个人主页 http://teachers.jlu.edu.cn/ZhigangWang

  •   教授   博士生导师
  • 曾获荣誉 : 1,霍英东教育基金会第十四届高等院校青年教师基金(2013年度);
    2,吉林省中青年科技创新领军人才(2014年度,主持吉林省理论分子物理研究创新团队);
    3,吉林省高校教师春苗人才(2012年度,首届);
    4,吉林大学优秀共产党员(2012年度);
    5,吉林大学师德先进个人(2017年度);
    6,王宽诚博士后工作奖(2008年度);
    7,吉林省优秀博士学位论文指导教师(2017、2016年度);
    8,吉林省优秀硕士学位论文指导教师(2017、2015、2013年度);
    9,连续多次校优博优硕指导教师
个人简介


19788月生,中国共产党党员。1997年考入吉林大学物理系(现吉林大学物理学院),次年遴选入国家理科基础科学研究和教学人才培养基地班,2001年本科毕业保送入吉林大学原子与分子物理研究所,师从潘守甫先生。20046月留校任教,20069月破格为讲师。200612月提前毕业,获理学博士学位。20089月破格晋升为副教授。20077-20097月,在中国科学院上海应用物理研究所进行博士后研究工作。20119月破格晋升为教授。2012年6月被遴选为博士生指导教师。2008年至今,多次赴香港城市大学、新加坡南洋理工大学进行访问研究,历任高级访问助理(Senior Visiting Assistant、研究员(Research Fellow)访问学者(Research Scholar)主要从事复杂分子系统中的相互作用理论研究工作,建立了一些有效的研究方法,成果受到同行认可,承担有20余个SCI检索期刊及其它一些杂志的审稿工作。

 

研究方向复杂分子系统中的相互作用

      以量子力学、分子力学,以及二者相结合的(QM/MM)方法,进行复杂分子系统中的相互作用研究工作,这不仅是分子物理理论研究的重要内容,同时紧密相关于物理学与生命科学、材料科学间的学科交叉,以及原子分子物理与物理学的其它科研方向相交叉的研究。王志刚教授所领导的研究组在超原子团簇的结构和功能特性,限域诱导金属纳米尺度系统的电子自旋极化,环境影响的分子构象转变,分子间吸附作用的电子结构等科学问题研究中,于原子层次上做出了一些创新工作。发展了相关的理论研究方法,包括发展了适用于自旋极化密度泛函研究的基组选择方案和电荷布居分析方法,提出了基于分子动力学模拟来搜寻分子间相互作用势能面极值点的统计方法,乃至发展了一系列适用于复杂体系性质模拟研究的参数势方法等方面。

 复杂分子系统中的相互作用方向具体主要包括三个方面研究内容:

1)不饱和价电子诱导的分子体系自旋极化研究

   主要包括:由sp价电子引起的系统自旋极化特性;高角动量的f价壳层电子与sp价电子、ds价电子的作用特性。

2)分子间相互作用的电子结构研究

   主要包括:氢键的类共价特性问题,堆垛的电子结构问题,一般范德华(vdW)相互作用的原子层次再认识等问题。

3)相关于以上两个方面的方法学研究

   主要包括:发展适用于电子自旋极化研究的分析方法,发展适合于复杂体系的动力学和势能面模拟的新方法等。此部分,融入到前两方面开展具体工作。


在相关的问题研究中SCI检索期刊发表论文90余篇,其中包括第一作者和通讯作者论文60余篇,影响因子大于7.010余篇,大于3.0的50余篇,多篇被选为研究亮点或被新闻媒体转载报道,被SCI正面引用900余次,受邀撰写超原子系统自旋极化理论研究综述2篇,撰写分子间氢键电子关联特性研究综述1篇。以第一责任人获得王宽诚博士后工作奖(K. C.Wong Education Foundation, Hong Kong, China)、省自然科学学术成果二、三等奖、吉林省高校科研春苗人才(首届),以及霍英东青年教师基金。

       主持国家重大科技专项、国家基础科研挑战计划、国家自然科学基金(青年,青年-面上连续资助,面上)、吉林省中青年科技领军人才及团队项目在内的多个研究课题。所有指导学生完成的科研论文,学生均为第一作者。所培养的研究生,目前已有3人获得吉林省优秀博士学位论文(包括本专业的首个省级优秀博士学位论文),3人获得省级优秀硕士学位论文(包括本专业的首个省级优秀硕士学位论文),10人获得吉林大学优秀学位论文。人获得国家奖学金,多人获得吉林大学研究生精英杯学术成果大奖赛一、二、三等奖等奖项,多人获得优秀研究生、优秀毕业研究生等称号。竭诚欢迎有志于相关研究方向的同学加入!


年度进展总结:

     2017年,研究组团结向上,为我的学生们感到自豪!本年度,在SCI检索期刊被接受或发表论文14篇,包括影响因子大于7.04篇。以我研究组为主,在所办公室和书记的支持帮助下,我们成功举办了第七届全国原子分子光物理青年科学家论坛,这对于我和我的学生们来说,可谓是一个大工程!另外,参与组织了中国材料研究学会2017材料大会-极端条件材料与器件分会,并做为共同分会主席。在各种国际国内学术会议上,做邀请报告5次,包括2个国际会议邀请报告。研究组参加学术会议以及学术交流学习活动11人次,包括国际会议4人次,发表会议论文9篇。在研究生培养方面,再次取得了重要成绩。本年度毕业2名研究生,分别获得了吉林大学优秀博士学位论文和吉林大学优秀硕士学位论文。并且,研究组2016年度毕业的博士和硕士学位论文均被选拔参评相应的吉林省优秀学位论文。本年度,在超原子系统的结构和功能特性,以及分子间氢键作用的类共价特性等方面的研究均取得重要进展,尤其,首次预测了基于硼团簇的超原子家族,发展了适用于氢键研究的电子密度积分方法。经考虑,本年度最为重要的研究突破,是在国际上首次提出了基于硼笼内嵌锕系铀原子可形成电子非自旋极化的闭壳超原子态,开启了新的超原子家族。


科研进展贡献

6, 王志刚*,“自组装的原子层次物理视角"《科学通报》, 2018, 63, 1775-1782(评述论文);

5, Wang J. P.  and Xie W. Y. (学生一作),  Gao Y., Xu D. X.,  Wang Z. G.*, Emerging disciplines based on superatoms: a perspective point of view", Sci. Bulletin, 2018, 63, 395-397(观点论文);  

4, Zhang Z. Y.(学生一作),  Li D. H., Jiang W. R. and Wang Z. G.*, “The electron density delocalization of hydrogen bond systems”, Adv. Phys. X, 2018, 3, 1428915, DOI: 10.1080/23746149.2018.1428915(受邀综述);

3, Gao Y.(学生一作), Wang Z. G.*, “Effects of 5f-elements on electronic structures and spectroscopic properties of gold superatom models”, Chin. Phys. B, 2016, 25, 083102 (受邀综述);

2, 于天荣(学生一作),姜万润,王波,张占文,陈素芬,李波,唐永建,王志刚*,“-α-甲基苯乙烯解聚反应的动力学模拟"《科学通报》, 2016, Doi: 10.1360/N972016-00033.(研究报告);

1, Jiang W. R.(学生一作), Wang Z. G.*, "First-Principles Calculations of Magnetism in Nanoscale Carbon Materials Confining Metal with f Valence Electrons", J. Clust. Sci., 2016, 27, 845-860 (受邀综述).

 

选择的部分工作成果(*通讯作者,并列一作):

28, Jiang W. R. (学生一作), Wang J., Wang R. and Wang Z. G.*, "Dependence of characteristic interlayer vibration modes on interlayer spin arrangement in stacked graphene nanofragments", Carbon, 2018, DOI: 10.1016/j.carbon.2018.09.069;

27, Zhang D. P.(学生一作), Zhang Z. Y., Jiang W. R., Gao Y. * and Wang Z. G.*, "Effect of confinement on the water rotation via quantum tunnelling", Nanoscale, 2018, DOI: 10.1039/C8NR05137B

26,  Gao Y.(学生一作), Jiang W. R., Xu D. X., and Wang Z. G.*, " Localization-vs-Delocalization of 5f Orbitals in SuperatomSystems", Adv. Theory Simul., 2018, 1700038;

25, Xu D. X.(学生一作), Gao Y., Jiang W. R., Wang Z. G.*, “An unusual spin-polarized electron state in fullerene induced by carbon adatom defects", Nanoscale, 2017,9, 7875-7879;

24, Yu T. R.(学生一作), Gao Y., Xu D. X., Wang Z. G.*, “Actinide endohedral boron clusters: A closed-shell electronic structure of U@B40”, Nano Res. 2017, DOI: 10.1007/s12274-017-1637-9;

23,Wang W. J., Tang Q., Yu T. R., Li X., Gao Y., Li J., Liu Y., Rong L.*, Wang Z. G.*, Sun H. C.*, Zhang H.*, and Yang B., “Surfactant-Free Preparation of Au@Resveratrol Hollow Nanoparticles with Photothermal Performance and Antioxidant Activity”, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 3376–3387;

22, Gao Y.(学生一作), Jiang W. R., Chen L., Wang J. and Wang Z. G.*, "First-principles study on charge-transfer in actinide-containing superatom from surface-enhanced Raman scattering", J. Mater. Chem. C, 2017, 5, 803-806;

21, Wang B.(学生一作), Jiang W. R., Gao Y., Teo B. K.* and Wang Z. G.*, “Chirality recognition in concerted proton transfer process of prismatic water clusters”, Nano Research, 2016, 9, 2782–2795;

20, Chen L., Gao Y., Cheng Y. K., Li H. C., Wang Z. G.*, Li Z. Q.*, Zhang R. Q.*, "Nonresonant Chemical Mechanism in Surface-Enhanced Raman Scattering of Pyridine on M@Au12 Clusters", Nanoscale, 2016, 8, 4086-4093;

19, Wang B.(学生一作), Jiang W. R., Dai X., Gao Y., Wang Z. G.* and Zhang R. Q.*, "Molecular orbital analysis of the hydrogen bonded water dimer", Sci. Rep.2016, 6, 22099;

18, Gao Y.(学生一作), Wang B., Lei Y.Y., Teo B. K.* and Wang Z. G.*, "Actinide-embedded gold superatom models: Electronic structure, spectroscopic properties and application in surface-enhanced Raman scattering", Nano Research, 2016, 9, 622-632 (Highlight in EurekAlert of AAAS);

17, Wu Z. N., Liu J. L., Gao Y., Liu H. W., Li T. T., Zou H. Y., Wang Z. G., Zhang K., Wang Y., Zhang H.*, Yang B.,“Assembly-Induced Enhancement of Cu Nanoclusters Luminescence with Mechanochromic Property”, J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 1290612913;

16, Lei Y. Y.(学生一作), Jiang W. R., Dai X., Song R. X. , Wang B., Gao Y., Wang Z. G.*, “Slippage in stacking of graphene nanofragments induced by spin polarization”, Sci. Rep., 2015, 5, 10985;

15, Gao Y.(学生一作), Dai X., Kang S. G., Jimenez Cruz C. A., Xin M. S., Meng Y., Han J., Wang Z. G.*, Zhou R. H.*, “Structural and electronic properties of uranium-encapsulated Au14 cage”, Sci. Rep., 2014, 4, 5862;

14, Dai X.(学生一作), Xin M. S., Meng Y., Han J., Gao Y., Zhang W.,  Wang Z. G.*, Zhang R. Q.*, et. al., “Stable electronic structures of a defective uranofullerene”, Carbon, 2014, 78, 19–25;

13, Meng Y.(学生一作), Wu Q., Chen L., Wangmo S., Gao Y., Wang Z. G.*, Zhang R. Q.*, Ding D. J., Thomas N., and Thomas F., "Signatures in vibrational and UV-visible absorption spectra for identifying cyclic hydrocarbons by graphene fragments", Nanoscale, 2013, 5, 12178-12184;

12, Song R. X.(学生一作), Wangmo S., Xin M. S., Meng Y., Huai P., Wang Z. G.*, Zhang R. Q.*, “Anomalous stability of graphene containing defects covered by a water layer”, Nanoscale, 2013, 5, 6767-6772 (Inside back cover);

11, Dai X.(学生一作), Cheng C., Zhang W., Xin M. S., Huai P.*, Zhang R. Q.*, Wang Z. G.*, “Defect Induced Electronic Structure of Uranofullerene”, Sci. Rep., 2013, 3, 1341 (被科学网等选为新闻报道);

10, Wangmo S.(学生一作), Song R. X., Wang L., Ding D. J., Wang Z. G.* and Zhang R. Q.*, "Strong interactions and charge transfers between a charged benzene molecule and multilayer graphenes", J. Mater. Chem., 2012, 22, 23380–23386;

9, Tian C. J.(学生一作), Xiu P., Meng Y., Zhao W. Y., Wang Z. G.* and Zhou R. H.*, "Enantiomerization Mechanism of Thalidomide and the Role of Water and Hydroxide Ions", Chem. Eur. J., 2012, 18, 14305-14313 (Front cover);

8, Wang Z. G., Wang C. L., Xiu P., Qi W. P., Tu Y. S., Shen Y. M., Zhou R. H., Zhang R. Q. *, Fang H. P. *, “Size Dependence of Nanoscale Confinement on Chiral Transformation”, Chem. Eur. J., 2010, 16, 6482–6487 (Inside cover, 并被 ChemViews 选为新闻报道);

7, Wang C. L., Lu H. J., Wang Z. G., Xiu P., Zhou B., Hu J., Fang H. P.*, “Stable liquid water droplet on a water monolayer formed at room temperature on ionic model substrates”, Phys. Rev. Lett., 2009, 103, 137801;

6, Yu T. R.(学生一作), Gao Y., Wang B., Dai X., Jiang W. R., Song R. X. , Zhang Z. W., Tang Y. J., Wang Z. G.*, et. al., “Depolymerization of free-radical polymers with spin migrations”, ChemPhysChem., 2015, 16, 3308-3312 (Highlight in Atlas of Science);

5, Yang Z. X., Wang Z. G., Tian X. L., Xiu P.* and Zhou R. H.* , Amino Acid Analogues Bind to Carbon Nanotube via π-π interactions: Comparison of Molecular Mechanical and Quantum Mechanical Calculations”, J. Chem. Phys., 2012, 136, 025103 (Highlight in Biochemical Physics, 入选2011-2015 JCP最多引用中国作者论文之列);

4, Wang F. T.(学生一作), Chen L., Tian C. J., Meng Y., Wang Z. G.*, Zhang R. Q.*, Zhang P., Ding D. J., et. al., “Interactions between free radicals and a graphene fragment: Physical versus chemical bonding, charge transfer, and deformation”, J. Comput. Chem., 2011, 32, 3264–3268;

3. Wang Z.G.*; Zheng Z.R.*; Yu J.H.,“Transient gain property of a weak probe field in an asymmetric semiconductor coupled double quantum well structure”, Phys. Lett. A 2007, 370, 113-118;

2. Wang Z.G.*; Yao M.G.; Pan S.F.*; Jin M. X.; Liu B. B.; Zhang H. X.; et. al, “ A barrierless process from physisorption to chemisorption of H2 molecules on light-element-doped fullerenes”, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 4473-4476;

1. Wang Z. G.; Lian K. Y.; Pan S. F.*; Fan X. H., “A path from Ih to C1 symmetry for C20 cage molecule”, J. Comput. Chem. 2005, 26, 1279–1283;


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