帅志刚 教授 博士 广东省 研究领域: 天然气化工,新材料,石油炼制,石油化工,精细化工 研究方向: 理论化学 所在单位: 香港中文大学(深圳)

基本信息

所在单位:
香港中文大学(深圳)
单位类型:
高等院校
职称:
教授
最高学历:
博士
教育经历:
1979,9 – 1983,7:中山大学,物理系,物理专业,学士学位
1983,9 – 1984,12: 暨南大学,物理系,固体物理专业,研究生,导师:黄念宁
1985,1 – 1986,7: 武汉大学,物理系,固体物理专业(导师调动),研究生,获硕士学位
1986,9 – 1989,7: 复旦大学,物理系,理论物理专业,研究生,获博士学位,导师:孙鑫
工作经历:
1989,8 – 1990,2: 复旦大学,物理系,孙鑫教授课题组,研究助理
1990,3 – 1992,12: 比利时蒙斯大学,新材料化学实验室,博士后
1993,1 – 1997,12: 比利时蒙斯大学,定期合同制,研究科学家
1998,1—2001,12: 比利时蒙斯大学,无止期合同,研究科学家
2002,1 – 2008,4 : 中国科学院化学研究所,研究员(百人计划)
2008,5 – 今: 清华大学,化学系,教授
专家介绍:
提出了分子聚集体中激发态的理论计算方法和有机发光的新原理,所开发的计算化学软件得到产业化。他的研究工作具有理论紧密结合实际的鲜明特色。将密度矩阵重正化群方法推广到量子化学,给出了决定聚合物发光与否的低激发态排序与分子结构的关系,被国际同行认为是量子化学密度矩阵重正化群的开创性工作之一;他提出了有机电致发光的内量子效率可以超过25%的极限,得到众多实验支持,不仅丰富了传统的光物理知识,同时在高效发光材料设计中已经得到了应用,被国际学术界认为是提高有机发光效率的基本物理模型;聚焦于激发态的振动弛豫这一理论难题,他发展了含时的振动关联函数方法,通过解析推导,得到了激发态跃迁的速率公式,定量地阐述了分子聚集对发光包括有机磷光过程的影响;针对实验上长期以来对有机半导体中电荷传输机制的局域与离域的争端,提出了局域电荷蛙跳过程的“量子核隧穿”模型,该模型对不同温度下的电流-电压关系给出统一的描述,具有普适性,所得到的关于动态无序不影响迁移率和负的同位素效应这两个推论均得到后期实验的证实,基于该模型所发展的计算方法得到的迁移率数值更合理。他已经发表了400余篇SCI论文,被引用2万余次。
专家荣誉:
帅志刚,中国科学院百人计划结题优秀(前20%),2004年

帅志刚,国家自然科学基金委杰出青年科学基金资助,2004年

帅志刚,教育部长江学者特聘教授,2008年

帅志刚,中国化学会-阿克苏诺贝尔化学科学奖,2012年

帅志刚,法国化学会-中国化学会讲座奖(法-中奖),2018年

科研能力

研究领域:
天然气化工,新材料,石油炼制,石油化工,精细化工
研究方向:
理论化学
中文标签:
电子结构;无辐射跃迁速率;弹性散射;电荷转移;艺术表现;无辐射衰减速率常数;企业;混合量子-经典方法;输运特性;甲状腺癌
英文标签:
Conductance Switching;Electronic Structure;Charge Transport;Aggregation-induced Emission;Charge Transfer;Density Functional Theory;Multidisciplinary;Humanities And Social Sciences;Science;Organic Light-emitting Diodes
相关文献:
代表性论文:

(1)Qian Peng, Yuanping Yi, Zhigang Shuai*, Jiushu Shao, “Toward quantitative prediction of molecular fluorescence quantum efficiency: role of Duschinsky rotation”, J. Am. Chem. Soc., 129 (30) (2007), 9333-9339.

(2)Yingli Niu, Qian Peng, Zhigang Shuai*, “Promoting-mode free formalism for excited state radiationless decay process with Duschinsky rotation effect”. Science China Chemistry, 51 (12) (2008), 1153-1158.

(3)Mengqiu Long, Ling Tang, Dong Wang, Linjun Wang, Zhigang Shuai*, “Theoretical Predictions of Size-dependent carrier mobility and polarity in graphene”, J. Am. Chem. Soc., 131 (49) (2009), 17728-17729.

(4)Mengqiu Long, Ling Tang, Dong Wang, Yuliang Li, Zhigang Shuai*, Electronic Structure and Carrier Mobility in Graphdiyne Sheet and Nanoribbons: Theoretical Predictions. ACS Nano, 5 (4)2011, 2593-2600.

(5)Zhigang Shuai*, Linjun Wang, Qikai Li, “Evaluation of Charge Mobility in Organic Materials: From Localized to Delocalized Descriptions at a First-Principles Level”, Adv. Mater., 23(9) (2011), 1145-1153 

(6)Hua Geng, Qian Peng, Linjun Wang, Haijiao Li, Yi Liao, Zhiying Ma, Zhigang Shuai*, “Towards quantitative prediction of charge mobility in organic semiconductors: tunneling enabled hopping model”, Adv. Mater. 24(26)(2012), 3568-3572

(7)Hua Geng, Xiaoyan Zheng, Zhigang Shuai*, Lingyun Zhu, Yuanping Yi*, “Understanding the charge transport and polarities in organic donor-acceptor mixed-stack crystals: molecular insights from the super-exchange couplings”. Adv. Mater. 27(8) (2015), 1443-1449.

(8)Wen Shi, Tianqi Zhao, Jinyang Xi, Dong Wang*, and Zhigang Shuai*, Unravelling Doping Effects on PEDOT at the Molecular Level: From Geometry to Thermoelectric Transport Properties. J. Am. Chem. Soc., 137 (40) (2015), 12929-12938.

(9)Huili Ma, Qian Peng*, Zhongfu An, Wei Huang, and Zhigang Shuai*, Efficient and Long-Lived Room-Temperature Organic Phosphorescence: Theoretical Descriptors for Molecular Designs. J. Am. Chem. Soc. , 141(2) (2019), 1010-1015.

(10)Weitang Li, Jiajun Ren, and Zhigang Shuai*, Finite-Temperature TD-DMRG for the Carrier Mobility of Organic Semiconductors. J. Phys. Chem. Lett., 11 (13),(2020), 4930−4936

重要学术报告:

2009年6月,芬兰赫尔辛基,第13届国际量子化学大会,大会特邀报告

2014年6月,法国巴黎,第14届法语国家理论化学大会,大会特邀报告

2019年7月,挪威特罗姆索,第10届国际理论化学物理大会,大会特邀报告

获邀参加第17届国际量子化学大会(斯洛伐克)和2022年国际合成金属大会(英国)作大会特邀报告
论文著作:
1. Efficient Degradation of Toxic Organic Pollutants with Ni2O3/TiO(2-x)Bx under Visible Irradiation.
W Zhao; WH Ma; CC Chen; JC Zhao; ZG Shuai
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 2004

2. Electronic Structure and Carrier Mobility in Graphdiyne Sheet and Nanoribbons: Theoretical Predictions.
Mengqiu Long; Ling Tang; Dong Wang; Yuliang Li; Zhigang Shuai
ACS NANO, 2011

3. Rational Molecular Design for Achieving Persistent and Efficient Pure Organic Room-Temperature Phosphorescence
Weijun Zhao; Zikai He; Jacky W. Y. Lam; Qian Peng; Huili Ma; Zhigang Shuai; Gongxun Bai; Jianhua Hao; Ben Zhong Tang
Chem, 2016

4. White Light Emission from a Single Organic Molecule with Dual Phosphorescence at Room Temperature
Zikai He; Weijun Zhao; Jacky W. Y. Lam; Qian Peng; Huili Ma; Guodong Liang; Zhigang Shuai; Ben Zhong Tang
Nature Communications, 2017

5. Tunable Band Gap Photoluminescence from Atomically Thin Transition-Metal Dichalcogenide Alloys.
Yanfeng Chen; Jinyang Xi; Dumitru O. Dumcenco; Zheng Liu; Kazu Suenaga; Dong Wang; Zhigang Shuai; Ying-Sheng Huang; Liming Xie
ACS Nano, 2013

6. First-principles Prediction of Charge Mobility in Carbon and Organic Nanomaterials.
Jinyang Xi; Mengqiu Long; Ling Tang; Dong Wang; Zhigang Shuai
Nanoscale, 2012

7. Structures, Electronic States, Photoluminescence, and Carrier Transport Properties of 1,1-Disubstituted 2,3,4,5-Tetraphenylsiloles
G Yu; SW Yin; YQ Liu; JS Chen; XJ Xu; XB Sun; DG Ma; XW Zhan; Q Peng; ZG Shuai; BZ Tang; DB Zhu; WH Fang; Y Luo
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 2005

8. Toward Quantitative Prediction of Molecular Fluorescence Quantum Efficiency: Role of Duschinsky Rotation
Qian Peng; Yuanping Yi; Zhigang Shuai; Jiushu Shao
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 2007

9. Computational Methods for Design of Organic Materials with High Charge Mobility
Linjun Wang; Guangjun Nan; Xiaodi Yang; Qian Peng; Qikai Li; Zhigang Shuai
CHEMICAL SOCIETY REVIEWS, 2010

10. Role of Dimensionality on the Two-Photon Absorption Response of Conjugated Molecules: the Case of Octupolar Compounds
D Beljonne; W Wenseleers; E Zojer; ZG Shuai; H Vogel; SJK Pond; JW Perry; SR Marder; JL Bredas
ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS, 2002
发明专利:
1. 有机发光材料的计算设计系统及方法
清华大学; 中国科学院化学研究所
帅志刚; 彭谦; 牛英利; 易院平; 李文强
公开日期: 2020-08-04 申请日期: 2018-04-03 公开号: CN108595906B

2. 整车控制器在环仿真测试系统及其控制方法
UNIV TSINGHUA
LI JIANQIU; LI HANG; CAI BINGKUN; HU JIAYI; SHUAI ZHIBIN; LI YUANYUAN; XU LIANGFEI; OUYANG MINGGAO
公开日期: 2019-04-19 申请日期: 2019-01-08 公开号: CN109656235A

3. 有机发光材料的计算设计系统及方法
清华大学; 中国科学院化学研究所
帅志刚; 彭谦; 牛英利; 易院平; 李文强
公开日期: 2018-09-28 申请日期: 2018-04-03 公开号: CN108595906A

4. 一种环状三苯胺有机分子场效应管材料
中国科学院化学研究所
朱道本; 宋亚斌; 狄重安; 徐伟; 刘云圻; 帅志刚
公开日期: 2009-10-07 申请日期: 2006-06-21 公开号: CN100546982C

5. 一种环状三苯胺有机分子场效应管材料
中国科学院化学研究所
朱道本; 宋亚斌; 狄重安; 徐伟; 刘云圻; 帅志刚
公开日期: 2007-12-26 申请日期: 2006-06-21 公开号: CN101092403C

6. 一种环状三苯胺有机分子场效应管材料
中国科学院化学研究所
朱道本; 宋亚斌; 狄重安; 徐伟; 刘云圻; 帅志刚
公开日期: 2007-12-26 申请日期: 2006-06-21 公开号: CN101092403A
科研项目:
1. 共轭分子体系电子关联与激发态的理论研究
立项时间: 2009-2009 项目经费:80000

2. 分子激发态的演化与核运动的相互作用
立项时间: 2010-2012 项目经费:550000

3. 第三届社会中的化学科学研讨会
立项时间: 2011-2011 项目经费:300000

4. 国际化学学会领导人论坛 -- 可持续发展的社会与化学研究
立项时间: 2012-2012 项目经费:50000

5. 分子聚集体中低能级电子激发态理论研究
立项时间: 2013-2017 项目经费:18000000

6. 有机材料中的电荷与自旋载体以及激子的运动过程模拟
立项时间: 2014-2017 项目经费:3500000

7. 扩展体系的量子化学国际研讨会
立项时间: 2014-2014 项目经费:50000

8. 晶态诱导的有机室温磷光和激子声子耦合的多体理论
立项时间: 2017-2018 项目经费:800000

9. 从电子激发态到光电材料性能的理论预测
立项时间: 2013-2017 项目经费:8400000

10. 有机传输与能源材料的模拟
立项时间: 2010-2012 项目经费:1000000

11. 共轭分子体系电子关联与激发态理论研究
立项时间: 2005-2008 项目经费:1300000

12. 凝聚态物性Ⅱ:电子结构、电学、磁学和光学性质
立项时间: 2005-2008 项目经费:1000000

13. 战略研究类:复杂体系激发态结构与动力学过程
立项时间: 2023

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