杜世萱

女， 中科院物理所

专业领域

表界面结构及物理化学性质的第一性原理计算研究

学习/工作经历

1988.09--1992.07 北京大学化学系高分子化学专业本科学生
1995.09--1999.07 北京师范大学化学系物理化学专业硕士研究生
1999.09--2002.07 北京师范大学化学系物理化学专业博士研究生
2002.07--2004.05 中国科学院物理研究所助理研究员
（其间：2003.08--2004.02 美国橡树岭国家实验室访问学者）
2004.05--2009.07 中国科学院物理研究所副研究员
2009.07-- 中国科学院物理研究所研究员
2021.01-- 中国科学院物理研究所课题组长

学术成就和学术贡献简述

杜世萱长期从事表界面分子的选择性组装、活化及低维材料性能的理论和计算模拟。以第一性原理计算为基础，拓展了多尺度模拟方法：将理论和实验紧密结合，开创了一种可控生长功能纳米结构的新途径；发现了表界面限域效应调控化学反应选择性的微观机制；设计了一系列新型低维材料，并预测其物性，为具有新奇物性低维材料的制备和其性能的精准调控奠定了基础。她为低维材料性能和表界面效应研究领域的发展，做出了原创性、系统性的贡献。已发表SCI 论文 300 余篇，其中第一和通讯作者论文以及主导理论部分的合作论文包括，Science 3篇、Nature 1篇、Nature Materials 1篇、Nature Communications 5篇、J. Am. Chem. Soc.12 篇、Angew. Chem.8篇、Phys. Rev. Lett.10篇。相关成果入选中国科学院十大重大创新成果、中国十大科技进展新闻等。应邀在环太平洋国际化学会议、中国化学学会年会等国际/国内重要学术会议上做邀请报告100余次。她是中国化学会表面物理化学专业委员会副主任，担任科技部纳米专项、中科院国际大科学计划培育专项的首席科学家等。

化学公益贡献简述

杜世萱研究员学术严谨，科研与教学融通，发挥科研的教育功能。特别强调在研究生培养中注重知识、能力和素质的统一。已培养博士毕业生和博士后30余人，其中三人获中科院百人计划资助回国，1人在美国大学获得Tenure track职位。多次作为分会主席组织CHINANANO理论计算分会，是首届表界面科学会议的学术委员会主席以及理论计算分会主席，作为分会主席组织了2021年和2025年PACIFICHEM“Electron- and Photon-Driven Chemical Reactions at Surfaces”分会，多次作为专家为基金委化学学部、交叉学部进行各类基金评审。参与了基金委首个中德重大国际合作项目，为促进和深化了中国科研工作者的国际合作贡献力量。

代表性成果

(1) J.Y. Yang, J.B. Pan, S.X.Du*, “Understanding surface/interface-induced chemical and physical properties at atomic level by first principles investigations”, WIREs Comput. Mol. Sci. 15 (2025) e70030. (Invited Review Article)
(2) Z.X. Wei, Q.G. Zhong#, J.B. Pan, F.H. Lim, L.F. Chi*, S.X. Du*, “Two-stage machine learning framework for accurate discrimination of isomers and very-similar molecules on surfaces”, J. Am. Chem. Soc. 147 (2025) 35232.
(3) Y.Q. Zhu, J.-T. Sun*, J.B. Pan, J. Deng, and S.X. Du*, “Enforced symmetry breaking for anomalous valley Hall effect in two-dimensional hexagonal lattices”, Phys. Rev. Lett. 134 (2025) 046403 (2025).
(4) Y.Q. Zhu, M.Q. Gu, Y.T. Liu, X.B. Chen, Y.H. Li, S.X. Du*, and Q.H. Liu*, “Sliding ferroelectric control of unconventional magnetism in stacked bilayers”, Phys. Rev. Lett. 135 (2025), 056801.
(5) Wang, Y.; Tao, L.; Guzman, R.; Luo, Q.; Zhou, W.; Yang, Y.; Wei, Y. F.; Liu, Y.; Jiang, P. F.; Chen, Y. T.; Chen, Y. T.; Lv, S. X.; Ding, Y. X.; Wei, W.; Gong, T. C.; Wang, Y.; Liu, Q.; Du, S. X.*; Liu, M.* A stable rhombohedral phase in ferroelectric Hf(Zr)O capacitor with ultralow coercive field. Science 381 (2023), 558-563.
(6) Chen, H.; Zhang, X.-L.; Zhang, Y.-Y.; Wang, D.; Bao, D.-L.; Que, Y.; Xiao, W.; Du*, S.X.; Ouyang, M.; Pantelides, S. T.; Gao, H.-J.* Atomically precise, custom-design origami graphene nanostructures. Science 2019, 365 (2019), 1036-1040
(7) Lin, X.; Lu, J. C.; Shao, Y.; Zhang, Y. Y.; Wu, X.; Pan, J. B.; Gao, L.; Zhu, S. Y.; Qian, K.; Zhang, Y. F.; Bao, D. L.; Li, L. F.; Wang, Y. Q.; Liu, Z. L.; Sun, J. T.; Lei, T.; Liu, C.; Wang, J. O.; Ibrahim, K.; Leonard, D. N.; Zhou, W.; Guo, H. M.; Wang, Y. L.*; Du, S. X.*; Pantelides, S. T.*; Gao, H. J.* Intrinsically patterned two-dimensional materials for selective adsorption of molecules and nanoclusters. Nature Materials 16 (2017), 717
(8) Li, Y.H.; Wan, G.L.; Zhu, Y.Q.; Yang, J.Y.; Zhang, Y.F.; Pan, J.B.*; Du, S.X.* High-throughput screening and machine learning classification of van der Waals dielectrics for 2D nanoelectronics. Nature Communications, 15 (2024) 9527(2024).
(9) Gao, Y.; Huang, L.; Cao, Y.; Richter, M.; Qi, J.; Zheng, Q.; Yang, H.; Ma, J.; Chang, X.; Fu, X.; Palma, C.-A.; Lu, H. L.; Zhang, Y.-Y.; Cheng, Z.; Lin, X.; Ouyang, M.; Feng, X.L.*; Du, S.X.*; Gao, H.-J.* Selective activation of four quasi-equivalent C-H bonds yields N-doped graphene nanoribbons with partial corannulene motifs. Nature Communications 13 (2022), 6146,
(10) D.F. Wang, D.-L. Bao, Q. Zheng, C.-T. Wang, S.Y. Wang, P. Fan, S. Mishra, L. Tao, Y. Xiao, L. Huang, X.L. Feng, K. Müllen, Y.-Y. Zhang, R. Fasel, P. Ruffieux*, S.X. Du* & H.-J. Gao*, "Twisted bilayer zigzag-graphene nanoribbon junctions with tunable edge states"， Nature Communications 14, 1018 (2023).
(11) Yang, J.Y.; Pan, J.B.; Deng, J.; Zhang, Y.F.; Li, Y.H.; Zhu, Y.Q.; Wan, G.L.; Du, S.X.* Vacancy-Induced Anionic Electrons in Single-Metal Oxides and Their Possible Applications in Ammonia Synthesis. Journal of the American Chemical Society 146 (2024) 21160−21167.
(12) Chen, H.; Tao, L.; Wang, D.; Wu, Z.-Y.; Zhang, J.-L.; Gao, S.; Xiao, W.; Du*, S.; Ernst*, K.-H.; Gao, H.-J.* Stereoselective on-surface cyclodehydrofluorization of a tetraphenylporphyrin and homochiral self-assembly. Angewandte Chemie International Edition 59 (2020), 17413-17416
(13) J.B. Pan, Y.-F. Zhang, Y.-Y. Zhang, and S.X. Du#, “Engineering two-dimensional magnetic heterostructures: a theoretical perspective”, Nano Lett. 24 (2024) 14909-14923.
(14) Li, P., L. Gao, L. Tao, J. Pan, F. H. Lim, Y.-F. Zhang and S. Du*, "Semiconducting Scandium/Yttrium Chalcohalides: Promising Visible-Light-Driven Photocatalysts for Overall Water Splitting." ACS Catalysis 15 (2025) 4533-4540.
(15) Sun, J. Q., L. Tao, C. L. Ye, Y. Wang, G. Meng*, H. Y. Lei, S. K. Zheng, C. Xing, X. Tao, P. F. Wu, J. A. Chen*, S. X. Du*, D. S. Wang and Y. D. Li*, "MOF-Derived Ru1Zr1/Co Dual-Atomic-Site Catalyst with Promoted Performance for Fischer-Tropsch Synthesis." Journal of the American Chemical Society 145 (2023): 7113-7122.
(16) Gao, L.; Sun, J. T.; Lu, J. C.; Li, H.; Qian, K.; Zhang, S.; Zhang, Y. Y.; Qian, T.; Ding, H.; Lin*, X.; Du, S.X.*; Gao, H. J.* Epitaxial growth of honeycomb monolayer CuSe with Dirac nodal line fermions. Advanced Materials 30 (2018), e1707055
(17) Deng, J.; Pan, J. B.; Zhang, Y. F.; Du, S. X.* Database construction of two-dimensional charged building blocks for functional-oriented material design. Nano Letters 23 (2023), 4634–4641.
(18) Du, S. X.; Gao, H. J.*; Seidel, C.; Tsetseris, L.; Ji, W.; Kopf, H.; Chi, L. F.; Fuchs, H.; Pennycook, S. J.; Pantelides, S. T.* Selective nontemplated adsorption of organic molecules on nanofacets and the role of bonding patterns. Physical Review Letters 97 (2006), 156105
(19) Tao, L.; Guo, W.; Zhang, Y.-Y.; Zhang, Y.-F.; Sun, J.; Du, S.X.*; Pantelides, S. T. Quantum nutcracker for near-room-temperature H2 dissociation. Science Bulletin 64 (2019), 4-7
(20) Ren, J., M. Freitag, Y. Gao, P. Bellotti, M. Das, B. Schulze Lammers, H. Monig, Y. Zhang, C. G. Daniliuc, S. Du*, H. Fuchs* and F. Glorius*, "Reversible Self-Assembly of an N-Heterocyclic Carbene on Metal Surfaces." Angewandte Chemie International Edition 61 (2022) e202115104.

代表性奖励荣誉情况

1. 杜世萱；中国青年女科学家奖；2013、中华全国妇女联合会、中国科学技术学会等
2. 杜世萱；“谢希德”物理奖；2019、中国物理学会
3. 高鸿钧、王业亮、杜世萱、林晓、陈辉；金属单晶基底上二维原子晶体材料制备方法的发现和物性调控；北京市科学技术奖一等奖；2025、北京市人民政府
4. 高鸿钧、杜世萱、申承民、王业亮、林晓、高利、程志海、杨天中、胡亦斌、季威；功能纳米量子结构的组装与物性调控；北京市科学技术奖二等奖；2015、北京市人民政府
5. 高鸿钧、陈小龙、黄学杰、李泓、杜世萱、张广宇、胡勇胜、申承民、谷林、时东霞、王业亮、杨蓉、王刚、肖文德、郭海明、郭丽伟、陈立泉；功能纳米结构及其器件研究集体；中国科学院杰出科技成就奖；2013、中国科学院
6. 杜世萱；中国科学院朱李月华优秀教师奖；2023、中国科学院
7. 杜世萱；中国科技期刊卓越行动计划优秀审稿人；2021、中国科学技术协会
8. 杜世萱；国家高层次人才特殊支持计划，科技创新领军人才；2022
9. 杜世萱；政府特殊津贴；2020、中华人民共和国国务院
10. 杜世萱；入选百千万人才工程；2019、中华人民共和国人力资源和社会保障部

*以上信息由会士个人更新和维护。