彭谦

女， 中国科学院大学， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1997.9-2001.7 西北大学 本科
2001.9-2004.7 西北大学 硕士
2005. 9-2008.6 中国科学院化学研究所 博士
2008.7-2020.11 中国科学院化学研究所 助研、副研、研究员
2020.12-至今 中国科学院大学 教授

研究领域和兴趣

有机发光理论机制与材料设计：1）复杂体系的分子激发态动力学理论的发展和软件开发； 2）有机发光新材料、新现象、新机制、新概念的理论研究；3）基于机器学习的高通量筛选预测高性能有机光功能材料分子。

主要业绩

1．发展了复杂体系分子激发态衰减的多模耦合热振动关联函数速率理论方法，实现了有机分子的发光量子效率的定量预测，并得到了实验验证，开发了具有自主知识产权的光物理参数计算软件MOMAP，软件得到了广泛应用。
理论方法的创新点有（1）率先引入热振动关联函数的含时积分形式，考虑了非绝热耦合、自旋轨道耦合、电子-振动耦合、振动-振动耦合、激子耦合等多层次耦合，解决了传统方法的计算量随着振动模式数目呈指数增长的“指数灾难”问题；（2）突破了沿用40 年的提升模式近似和线性耦合模型，实现了任意模式均可作为提升模式及任意模式之间的耦合；（3）采用劈裂算符方法将无法求解的多体问题转化为可求解的单体问题，解决了分子间耦合问题。软件MOMAP程序包于2017年商业化至今，用户已有145家，包括知名高等学府的科研小组（海外18个）（北京大学、吉林大学、厦门大学、北师大、国立台湾大学、名古屋大学、林雪平大学等）、科研院所（工程物理研究院、原子能科学研究院等）以及国内外著名企业（日本住友化学、江苏三月光电科技、贵研铂业科技等），用户应用MOMAP发表高水平文章已达200多篇。MOMAP的应用助推了新的实验测量手段、新型有机光催化剂、荧光探针原理等有机相关科学研究的发展，缩短了企业的材料研发周期。
2．原创性提出了激子利用率理论值高达200%的电致发光新机制，大大突破了传统荧光体系25%和热活化延迟荧光100%的理论极限，第一性原理预测出实现该机制的材料分子，为新型高效电致发光材料设计提供新途径。
创新性地结合热激子和单线态裂分机理，提出一个三步发光原理：（1）通电产生的高能量三线态热激子（T2）通过系间窜越到单线态（S1），结合通电产生的S1，得到100%的S1；（2）S1 裂分为200%的低能量三线态激子（T1）；（3）200%的T1 通过Dexter 能量转移给磷光分子发光。更重要的是，提出了4n电子策略，设计出实现这一机制的材料分子（能量满足T2≥S1≥2T1）并得到了飞秒和纳秒瞬态吸收实验的验证。该研究突破了现有材料激子利用率的理论极限，为开发出近红外OLED 器件材料提供了新途径。
3．建立了表征有机发光材料的发光量子效率、寿命、色纯度的分子描述符，成功用于分子筛选和分子设计，解决了效率、寿命、发射波长、色纯度不可兼顾的科学难题，并结合第一性原理和机器学习，高通量筛选出高效发光材料。
针对热延迟荧光、纯有机室温磷光、有机光电半导体材料等国际前沿材料，揭示其发光的微观机制，刨析出关键因素，构造表征延迟荧光速率、效率、寿命、光谱Stokes位移等的分子描述符，建立了几何结构-发光性质、电子结构-发光性质及几何结构-弱相互作用强度-发光性质之间的关系，架起了连接几何结构、电子结构与性能之间的桥梁，为分子设计和基于机器学习的智能筛选提供理论依据和基础。基于此，将100个分子片段虚拟结合产生近5万个分子，结合机器学习和高通量计算筛选出384个高性能的热延迟荧光材料分子，并得到了第一性原理验证。
在Acc. Chem. Res.、J. Am. Chem.Soc.、Nat. Commun.、Angew. Chem.、Adv. Mater.等高水平杂志上发表学术论文210多篇，其中21篇论文入选ESI高被引论文，论文被他引17000多次。参与撰写中英文专著7章节。授权软件著作权1项，专利1项。曾获得2013年中国化学会唐敖庆理论化学青年奖，2017年获得陕西省科学技术奖一等奖等。现担任中国化学会理论化学专业委员会委员、中国化学会分子聚集发光专业委员会委员、《Aggregate》的编委、《高等学校化学学报》的青年编委。主持国家杰出青年项目、国家重大计划的培养项目、面上项目等多项国家级项目；作为学术骨干参与科技部973计划、科技部重点研发计划、国家重大项目、中国科学院战略性先导科技专项（B类）等。

代表成果

(1) Meihui Liu, Xiao Han, Hao Chen, Qian Peng*, Hui Huang*, A molecular descriptor of intramolecular noncovalent interaction for regulating optoelectronic properties of organic semiconductors. Nat. Commun. 2023, 14, 2500. DOI: 10.1038/s41467-023-38078-4.
(2) Yufei Bu, Qian Peng*, Designing Promising Thermally Activated Delayed Fluroscence Emitters via Machine Learning-Assisted High-Throughput Virtual Screening. J. Phys. Chem. C. 2023, 127, 49, 23845. DOI: 10.1021/acs.jpcc.3c05337.
(3) Hao Chen, Yishuo Sun, Meihui Liu, Fuyou Li*, Qian Peng*, Hui Huang*, Modulating Triplet Excited States of Organic Semiconductors via Tuning Molecular Conformation for Dual-ratiometric Thermometers. Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202302629. DOI: 10.1002/anie.202302629.
(4) Hao Chen, Yuqi Hou, Yuhao Shi, Yincheng Zhang, Song Wang, Qian Peng*, Hui Huang*, Organic All-Photonic Artificial Synapses Enabled by Anti-Stokes Photoluminescence. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 11988-11996. DOI: 10.1021/jacs.2c13471
(5) Yuhao Shi, Huili Ma, Zhiyu Sun, Weijun Zhao, Guangyan Sun, Qian Peng*, Optimal Dihedral Angle in Twisted Donor–Acceptor Organic Emitters for Maximized Thermally Activated Delayed Fluorescence. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202213463.
(6) Qi Sun, Yishi Wu, Yuanyuan Cui, Can Gao, Qi Ou, Deping Hu, Lu Wang, Huanli Dong, Jianzhang Zhao, Chunfeng Zhang, Zhigang Shuai*, Hongbing Fu, Qian Peng*, Molecular design of DBA-type five-membered heterocyclic rings to achieve 200% exciton utilization for electroluminescence, Mater. Horiz. 2022, 9, 2518-2523. DOI: 10.1039/D2MH00919F.
(7) Qian Peng, Huili Ma, Zhigang Shuai*, Theory of Long-Lived Room-Temperature Phosphorescence in Organic Aggregates, Acc. Chem. Res., 2021, 54, 940. DOI: 10.1021 /acs.accounts.0c00556.
(8) Huili Ma, Qian Peng*, Zhongfu An, Wei Huang, Zhigang Shuai*, Efficient and Long-Lived Room-Temperature Organic Phosphorescence: Theoretical Descriptors for Molecular Designs, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 1010−1015. DOI: 10.1021/jacs.8b11224
(9) Yingli Niu, Wenqiang Li, Qian Peng*, Hua Geng, Yuanping Yi, Linjun Wang, Guangjun Nan, Dong Wang and Zhigang Shuai*, MOlecular MAterials Property Prediction Package (MOMAP) 1.0: a Software Package for Predicting the Luminescent Properties and Mobility of Organic Functional Materials, Molecular Physics, 2018, 116, 1078-1090. DOI: 10.1080/00268976.2017.1402966
(10) Qian Peng, Yingli Niu, Qinghua Shi, Xing Gao, Zhigang Shuai*, Correlation Function Formalism for Triplet Excited State Decay: Combined Spin-orbit and Non-adiabatic Couplings, J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 1132-1143. DOI: 10.1021/ct300798t.

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