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      石家庄学院青年教师学术沙龙活动
      暨理学院明理讲坛第五期（学术讲座）
      发布时间：2024-09-27   浏览次数：

      讲座名称：基于量子力学方势垒模型的阳离子掺杂筛选策略

      时间：2024年9月26下午例会后  地点：理学院会议室

      讲座主要内容：新材料的开发和应用能够带动相关产业链的发展，创造新的经济增长点。阳离子掺杂是改善材料性能的重要手段之一，例如提高半导体材料的光电转换效率、增强催化剂的活性等。通过量子力学方势垒模型，可以更深入地理解阳离子在材料内部的迁移机理及其对材料性能的影响，为材料科学的基础研究提供新的视角。该模型不仅提供了理论上的解释，还能够通过实验验证，促进了理论与实践的紧密结合。讲座将从：一、研究背景及意义；二、量子力学方势垒模型；三、改进的量子力学方势垒模，四、结论与展望四个方面进行。

      主讲人简介：纪登辉，男，1985年3月出生，石家庄学院理学院专任教师，教授，理学博士，硕士生导师，获得河北省新世纪“三三三人才工程”第三层次人选，河北省新时代“冀青之星”优秀青年典型等荣誉称号。近五年来，不断创新永高攀，争创顶级寻真理，主要从事有机无机钙钛矿太阳能电池、水系锌离子电池作方面研究，获得省市级以上课题4项，以第一作者或通讯作者发表SCI论文13篇，其中中科院一区论文4篇。特别是发表在《ACS NANO》（全球82种自然指数源期刊之一，材料类顶级期刊）及《Chemical Engineering Journal》（材料类顶级期刊）的科研成果，连续4年作为高被引论文，进入全球1%之列，达到省内先进水平，被学校校报、科学材料站、新能源前线等多家媒体报道。不忘初心担使命，立德树人铸师魂。构建“导-高-低”三级阶梯式人才培养模式，助力应用型人才培养，指导物理学专业学生首次获得2项省级大学生创新创业训练计划，指导学生首次发表学术论文，并在河北省大学生创新创业训练年会上荣获三等奖，团队在其他各类竞赛中共取得了10项荣誉。教学相长，获得河北省第六届大学生物理竞赛优秀指导教师称号，河北省教师教育学会第十一届优秀教育科研成果展示活动一等奖等9项个人奖项。主要从事物理学教育研究和半导体物理的研究，主要科研成果如下：

      科研项目：

      1. 河北省“三三三人才工程”资助项目：“量子力学方势垒模型筛选阳离子实现光电转化材料掺杂研究”，课题编号：(C20231001)，(主持，在研)；

      2. 石家庄学院校级教改项目：“基于OBE理念的物理学专业课程体系合理性及课程目标达成度评价方法  的研究和实践”，课题编号：(JGXM-202134Z)，(第三，结题)；

      3. 河北省应用技术大学研究会课题：“微课教学在大学物理课程中的应用研究”，课题编号：(JY2021027)，(第四主研，结题)；

      4. 石家庄市高等教育科学研究项目：““双减”背景下中学物理教学案例库建设研究”，课题编号：(20220317)，(主持，结题)；

      5. 河北省应用技术大学研究会课题：“嵌入式学科服务支持物理学科教师发展体系研究”，课题编号：(JY2019015)，(第二主研，结题)；

      6. 石家庄学院新工科研究与改革实践项目：“物理-电子-材料交叉学科阶梯式创新训练模式研究”，课题编号：(JGXM-202154G)，(主持，结题)；

      7. 石家庄市高等教育科学研究项目：“地方性高校物理学专业阶梯式科研模式研究”，课题编号：(20191023)，(主持，结题)；

      8. 石家庄学院博士科研启动基金项目：“压力辅助电场实现有机无机杂化钙钛矿光电转化材料带隙工程研究”，课题编号：20BS019，8万元，(主持，结题)；

      9. 河北省科技厅科学普及专项“互联网+物理演示实验科普展厅(19K57635D)”, 10万元--第三主研人(结题)；

      10. 贵州省科技厅联合基金重点项目“磁场、电场辅助空位调控钙钛矿太阳能电池性能研究(黔科合LH字[2014]7449号)”, 7.6万元--主持(结题)；

      11. 贵州省教育厅自然基金重点项目“CH3NH3PbI3光电转化材料制备以及I位替代研究(黔教合KY字[2015]379号)” , 10万元--主持(结题)；

      12. 六盘水师范学院高层次人才启动基金“钙钛矿氧化物中B位空位最大值研究(LPSSYKYJJ201404)”, 10万元--主持(结题)；

      13. 国家自然科学基金“尖晶石铁氧体中阳离子分布的量子力学方法研究(NSF-11174069)”, 60 万元--第四主研人（结题）；

      14. 贵州省物理电子学省级重点支持学科，黔学位合字ZDXK[2015]35号，30万元--第二主研人；

      15. 六盘水市光电信息技术重点实验室，52020-2015-29，18万元--第二主研人；

      16. 贵州省第十批优秀青年科技人才培养对象，黔科合人字201522，21.6万元--第三主研人；

      17. 六盘水师范学院物理电子学校级重点学科，LPSSYZDXK201502，15万元--第二主研人；

      18. 六盘水高性能纤维与先进多孔材料重点实验室，52020-2017-02-02，40万元--第五主研人；

      19. 教育厅教改项目结题，应用物理学专业学科基础教学内容优化与课程体系构建研究，GASJG10977201403，7万元--第二主研人（结题）；

      20. 作为指导教师指导胡俊同学获得六盘水师范学院院级科研课题，钙钛矿太阳能电池CH3NH3PbI3-xClx第一性原理研究，2000元（结题）；

      21. 作为指导教师指导武清同学获得六盘水师范学院院级科研课题，阳离子空位调控SrFe0.5Nb0.5O3第一性原理研究，1500元（结题）；

      22. 作为指导教师指导刘贺雪，卢璇，楚孟佳，王辰获得2021年度校级大学生创新创业训练计划，掺杂改性钒基锌离子电池正极材料第一性原理研究【scxm019】，500元（结题）。

      23. 作为指导教师指导刘贺雪，卢璇，楚孟佳，王辰获得2021年度省级大学生创新创业训练计划，掺杂改性钒基锌离子电池正极材料第一性原理研究【S202110102027】，1000元（结题）。

      24. 作为指导教师指导王心童，贾萌萌，宋宗祎，孙耀获得2022年度校级大学生创新创业训练计划，掺杂改性PbTiO3压电陶瓷性能创新设计【SCXM010】（结题）。

      科研成果：

      1.葛兴烁, 李 强, 纪登辉. 基于BOPPPS教学模式的高效课堂教学设计[J]， 中学物理, 2024, 42(806): 41-45.

      2.王心童（学生），贾萌萌（学生），宋宗祎（学生），孙曜（学生），李金花*，纪登辉，文广玉.基于第一性原理的PbTiO3压电陶瓷材料掺杂碱土金属研究[J]，宁夏工程技术，2024，已接收。（中文科技核心）

      3.Mula Na, Yingdi Liu, Jinhua Li, Xuegang Zhu, Qingming Li, Guangyu Wen, Haibin Wu* and Denghui Ji*(通讯作者). Improved quantum-mechanical model for evaluating the difficult synthesis of nitride and oxygen perovskites[J]. Solid State Communications, 2024, 383(17): 115485. IF=2.1（JCR Q3，中科院四区）https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038109824000620

      4.Li’e Mo, Yang Huang, Yifan Wang, Tingting Wei, Xianxi Zhang, Hong Zhang, Yingke Ren, Denghui Ji, Zhaoqian Li,* and Linhua Hu*. Electrochemically Induced Phase Transformation in Vanadium Oxide Boosts ZnIon Intercalation[J]. ACS Nano, 2024, 18(1): 1172-1180. IF=18.027（JCR Q1，中科院一区，TOP期刊）https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c11217

      5.Shuangting Xu, Jing Wu, Fuling Guo*, Denghui Ji*(通讯作者), Xiuling Li, Wangchao Chen, and Chengwu Shi. Dual Optimization of Interface Defects and Hole Transporting Layers with Tetrathiafulvalene Derivatives for Antimony Selenosulfide Solar Cells[J]. Solar RRL, 2023, 2300600. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/solr.202300600 IF=9.173（JCR Q1, 中科院二区）[引用1次]

      6.葛兴烁，李强，纪登辉，基于TPACK视域的初中新授课教学设计--以人教版“液体的压强”为例[J], 中学物理, 2023, 18(790): 30-33.

      7.葛兴烁，李强，纪登辉，定性定量探究液体内部压强的实验装置[J], 物理通报, 2023, 1: 109-111.

      8.Han Wu, Qing Wu, Denghui Ji*(通讯作者), Shuling Wang, Xiuling Li. Magnetic properties of SrFe0.5Nb0.5O3 regulated by cationic vacancy[C]//2022 China Automation Congress (CAC). IEEE, 2022: 4322-4327. [海报展示]https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10055570?casa_token=gBw1KxF-mmoAAAAA:m6H2gJ69Ss5Jpd7bRuN29hbCr7nHt6uI8HQ2PkLtyrumECDfas678PqDik8EFiM6AqmIev4r6g

      9.Mula Na, Denghui Ji*(通讯作者), Lihong Zhang, Mengfei Shi, Xiuling Li. Energy level matched by an external electric field in nontoxic halide perovskite CH3NH3SnI3[J], Modern Physics Letters B, 2023, 37(01): 2250186. https://doi.org/10.1142/S021798492250186X IF=1.948（JCR Q3, 中科院四区）

      10.刘贺雪（学生），卢璇（学生），楚孟佳（学生），王辰（学生），纪登辉(通讯作者)，李梅，李金花，李秀玲.便携式电池正极材料V2O5金属阳离子掺杂筛选工程研究[J]，宁夏工程技术，2022，21(04): 331-335+341。（中文科技核心）

      11.Tingting Wei, Yingke Ren, Zhaoqian Li, Xianxi Zhang, Denghui Ji*(通讯作者), Linhua Hu*. Bonding interaction regulation in hydrogel electrolyte enable dendrite-free aqueous zinc-ion batteries from -20 to 60°C [J], Chemical Engineering Journal, 2022, 434: 134646. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894722001541 IF=16.744 （JCR Q1，中科院一区，TOP期刊）[引用78次]

      12.张青青，张聪敏，纪登辉*(通讯作者)，崔树稳，李杰. Mn2+离子掺杂La0.6Sr0.1Mn1+xO3±δ钙钛矿材料性能研究[J], 西北师范大学学报（自然科学版），2022，58(1): 58。https://t.cnki.net/kcms/detail?v=NcSukmPBgKrVNgTwK6CspUtXPePyVH2i94pI0rUDABrYqzYI3yiCp_d7Mhu81ahEusSvNNZLGoFw1P_g2KBhRKgrxyL2cs82Za7tbHH2Dgn8CdqtsBP5Ot22cDnQ_f-v&uniplatform=NZKPT（中文核心）

      13.Zhaoqian Li, Yuqi Peng, Xianxi Zhang, Yingke Ren, Wangchao Chen, Feng Xu, Ning Wang, Chaofeng Liu, Lie Mo, Yanwei Ding, Linhua Hu*, Denghui Ji*(通讯作者), and Guozhong Cao*. Oxygen vacancies enhance lithium-ion storage properties of TiO2 hierarchical spheres[J], Batteries & Supercaps, 2021, 4: 1874-1880. https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/batt.202100157 IF=6.043（JCR Q2）[引用10次]

      14.Denghui Ji*, Bin Zhang, Yong Yang, Shuling Wang, Yingdi Liu, Yuanping Shi, ShunZhen Feng, Cuijian Zhao, Shaohui Shi, Qingqing Zhang. The structural, magnetic and electrical transport properties of perovskite La0.67Sr0.33Mn1-x(VMn)xO3 : the B-sites vacancies as a rapier[J], Modern Physics Letters B, 35(25) (2021) 2150415. DOI: 10.1142/S0217984921504157 IF=1.948（JCR Q3, 中科院四区）

      15.纪登辉，张聪敏*，史少辉，封顺珍，赵玉一，王现忠，李金花，李梅. 科研训练作为一种教学方式的探究与实践[J], 物理通报, 2021, 6: 5-9.

      http://wltb.ijournal.cn/ch/reader/create_pdf.aspx?file_no=20201897&year_id=2021&quarter_id=6&falg=1

      16.纪登辉，董润宇（学生），封顺珍*，张聪敏，史少辉，李梅，朱雪刚，刘彦军，李秀玲. Bi替代CH3NH3Pb1-xBixBr3钙钛矿实现带隙调控[J],宁夏大学学报（自然科学版），2021，42(4): 401。（中文科技核心）

      17.Li Zhaoqian, Peng Yuqi, Liu Chaofeng, Zhang Xianxi, Li Xiuling, Huang Yang, Ren Yingke, Ji Denghui(通讯作者), Cao Guozhong*. Oxygen-deficient TiO2 yolk-shell spheres for enhanced lithium storage properties[J], Energy & Environmental Materials, 2022, 5(1): 238-244. IF=13.443 https://doi.org/10.1002/eem2.12156[引用18次]

      18.Denghui Ji*, Antao Chen, Shuling Wang, Hong Zhang, Congmin Zhang, Xiuling Li. Investigation on the structure, stability and physical properties in CH3NH3PbI3-xBrx[J], Emerging Materials Research, 2020, 9(4):1283-1292. https://doi.org/10.1680/jemmr.18.00109 IF=0.413（JCR Q3, 中科院四区）

      19.Shuling Wang*, Denghui Ji(第二作者), Si Cong Zhu, Wei Zhao, Kai Lun Yao, Chi Hang Lam. Approach to control magnetic plateau in tetrameric magnetic systems[J], Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 513 (2020) 167050. IF=3.097（JCR Q1, 中科院二区） [引用1次]

      https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304885319324643

      20.Zhaoqian Li, Yingke Ren, Lie Mo, Chaofeng Liu, Kevin Hsu, Youcai Ding, Xianxi Zhang, Xiuling Li, Linhua* Hu, Denghui Ji*(通讯作者), and Guozhong Cao*. Impacts of Oxygen Vacancies on Zinc Ion Intercalation in VO2[J]. ACS Nano, 2020, 14: 5581-5589. IF=18.027（JCR Q1，中科院一区，TOP期刊，2021与2022年度高被引论文）https://doi.org/10.1021/acsnano.9b09963[引用256次]

      21.Yingke Ren, Jing Chen*, Denghui Ji(通讯作者)*, Yingjie Sun, Cong Li. Improve the quality of HC(NH2)2PbIxBr3-x through iodine vacancy filling for stable mixed perovskite solar cells[J]. Chemical Engineering Journal, 2020, 384: 123273. IF=16.744（JCR Q1，中科院一区，TOP期刊） https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.123273[引用31次]

      22.Li Wang, Denglu Hou, Chunfang Wu, Yuanping Shi, Shaohui Shi, Weikun Gao, Shunzhen Feng, Yingdi Liu, Li Li and Denghui Ji*(通讯作者). Influence of the type of carrier on ferromagnetism in a Si semiconductor implanted with Cu ions[J]. Physical Chemistry Chemical Physics, 2020, 22: 7759. IF=3.945（JCR Q1，中科院二区，TOP期刊）https://doi.org/10.1039/C9CP05608D[引用1次]

      23.Denghui Ji*, ShunZhen Feng*, Li Wang, Shuling Wang, Mula Na, Hong Zhang, CongMin Zhang, Xiuling Li.  Regulatory tolerance and octahedral factors by using vacancy in APbI3 perovskites [J]. Vacuum, 2019, 164 186–193. IF=4.11（JCR Q2，中科院三区）https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2019.03.018[引用33次]

      24. Denghui Ji*, Shuling Wang, HongZhang, HuayingWang, BuqinZhang, CongminZhang, XiulingLi. Why cannot all divalent cations completely substitute the Pb cations of CH3NH3PbI3 perovskite? [J]. Physics Letters A, 2019, 383, 2130-2138. IF=2.207（JCR Q2，中科院三区）https://doi.org/10.1016/j.physleta.2019.04.014[引用6次]

      25.吴汉，王松（学生），纪登辉*(通讯作者)，李秀玲。基于A位空位的CH3NH3PbBr3带隙调控研究 [J]，电子元件与材料，2019年，第五期，45-51。（中文核心）DOI：10.14106/j.cnki.1001-2028.2019.05.009

      26.Denghui Ji*, Mula Na, ShulingWang, Hong Zhang, Kun Zhu, CongMin Zhang and Xiuling Li. Role of an external electric field on hybrid halide perovskite CH3NH3PbI3 band gaps [J]. Scientific Reports, 2018, 8, 12492. IF=4.122（中科院三区，nature子刊）DOI: 10.1038/s41598-018-29935-0 [引用13次]

      27.D.H. Ji, S.L. Wang*, X.Z. Ge, X.J. Xiao, L.W. Wang, Z.W. Zeng, C.M. Zhang. Effect of calcination temperature on the B-site vacancy content of La0.75Sr0.25Mn0.92Δ0.08O3-δ perovskite [J], Journal of Rare Earths, 36, 2018 (287-297). IF=2.429（JCR Q2，中科院三区）https://doi.org/10.1016/j.jre.2017.05.014[引用3次]

      28.D. H. Ji, S. L. Wang*, X. Z. Ge, Q. Q. Zhang, C. M. Zhang, Z. W. Zeng and Y. Bai. The maximum predicted content of cation vacancies in inorganic and organic-inorganic perovskites: the role of the tolerance factor [J], Physical Chemistry Chemical Physics, 19, (2017) 17121-17127. IF=4.123（Top期刊，JCR Q1，中科院二区）https://doi.org/10.1039/C7CP01792H[引用23次]

      29.纪登辉*，张娅（学生），王淑玲，李秀玲，张聪敏，曾志伟。基于第一性原理的钙钛矿BaFe0.5Nb0.5O3 B位有序结构研究[J]. 河北大学学报（自然科学版），2017, 第六期, 595-604。（中文核心）

      30.D.H.Ji*, X.J. Xiao, C.M. Zhang, X.L. Li, M.Z. Hu, Y. Yin. Regulatory band gap of vacancy at the B sites in CH3NH3Pb1-xI3 perovskite [J], Modern Physics Letters B, 30 (2016) 1650294. IF=0.617（中科院四区，JCR Q4）https://doi.org/10.1142/S0217984916502948[引用6次]

      31.纪登辉，张聪敏，刘振文，曾志伟。一种含有B位空位的铁基钙钛矿磁性材料及其制备方法。发明专利，CN 107619272 B，2022年4月。