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帅志刚

男, 清华大学化学系,欧洲科学院院士 比利时皇家科学院院士

专业领域

理论化学

学习/工作经历

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
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

学术成就和学术贡献简述

帅志刚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。帅志刚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。

化学公益贡献简述

帅志刚用所开发的激发态速率计算方法去定量阐述聚集诱导发光(AIE)现象,有力地提升了AIE的影响力;他首次证实石墨二炔是直接带隙半导体,并指出石墨炔的电子传输性能有望超过石墨烯,有力地促进了该领域的发展。他所开发的计算程序获得商业化应用。帅志刚的理论与计算研究推动了化学学科的发展。此外,他
(1)代表中国化学会,与德、美、英、日的国家化学会以及各国基金资助机构一道,发起并组织了“化学科学与社会高峰论坛”(CS3),至今已经连续举办8次,取得了很好的社会效应。
(2)代表中国化学会,在联合国教科文组织总部举办的2011年“国际化学年”启动仪式上作大会报告“化学推动文明进步:中国的实例”。出席2019年联合国“国际化学周期表年”在巴黎的启动仪式,并在东京的闭幕式上致辞。
(3)当选为IUPAC“物理化学与生物物理化学”委员会Titular Member
(4)当选第27-30届中国化学会理事、第28-30届常务理事
(5)当选第30届常务理事会副理事长。任第27-29届理事会副秘书长(2007-2018)
(5)曾任中国化学会理论化学专业委员会主任(2015-2018)。

代表性成果

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

代表性奖励荣誉情况

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