蒋鸿

男， 北京大学化学学院， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1994.09-1998.07，北京大学化学学院，本科学生
1998.09-2003.07，北京大学化学学院，硕博研究生
2001.02-2003.05，美国杜克大学化学系，访问学生
2003.08-2004.08，美国杜克大学化学系，博士后
2004.10-2006.09，德国法兰克福大学,理论物理研究所，博士后
2006.10-2008.11，德国柏林弗里兹·哈伯研究所，博士后
2008.12-至今，北京大学，化学与分子工程学院，研究员

研究领域和兴趣

针对材料电子能带结构性质的理论方法发展；针对强关联电子体系的第一性原理方法发展；光电能量转化材料、分子磁性材料、多相催化的理论研究。

主要业绩

近年来以材料电子能带结构问题为核心，致力于发展更为准确高效的第一性原理电子结构理论和计算方法，并将其应用于重要功能材料体系。
1. 针对材料电子能带结构性质计算的方法发展及其应用：
1）发展了基于高能局域轨道扩展缀加平面波（LAPW+HLOs）基组的全电子GW方法和程序，数值精度显著优于其他GW实现方法。发现对于ZnO、CuX，AgX（X=Cl，Br，I）等之前报道的GW计算存在显著误差的体系，未占据态轨道波函数的数值精度与对未占据态加和的完备性都会对GW结果有重要影响。使用LAPW+HLOs基组，GW0@PBE方法可系统性改进对一般半导体材料带隙的预测精度。这对高精度GW计算具有普遍意义，为理解基于赝势的GW方法所面临的困难和可能的解决途径提供了有益的启示。
2）在杂化泛函的框架内，发展了同时考虑了金属性屏蔽和介电屏蔽的双屏蔽杂化泛函（DSH）方法，能对包括宽带隙绝缘体和窄带隙半导体在内的带隙很宽范围内材料的电子能带结构性质给出准确的预测。
3）系统考察了半导体电离势的GW修正方法，指出在LDA或GGA电离势基础上加上GW对体相价带最大值（VBM）修正的处理方式具有更为严格的理论基础；发现GW修正可显著克服LDA/GGA对典型半导体材料电离势的低估；采用基于LAPW+HLOs基组的高精度GW计算修正，能进一步改进理论预测精度。
4）针对复杂材料的带隙计算，提出了微扰mBJ方法，发现相对于自洽mBJ，微扰mBJ不仅计算量显著减小，并能获得与自洽mBJ相当甚至更准确的计算结果。
5）针对存在构型无序性的合金半导体材料的电子能带结构性质，系统发展了对带隙的团簇展开方法，并建立了一套有效考虑短程有序性及其对目标性质影响的研究方案, 并将其应用于钙钛矿结构氧氮化物ABO2N（A=Ca，Sr，Ba；B=Sb，Ta）的电子能带结构和介电性质研究。
6) 层状过渡金属二硫族化合物MX2（M=Zr, Hf, Mo, W; X=S, Se）、碱金属钽氧化物ATaO3（A=Li， Na, K）、钽氧氮化物和氮化物电子能带结构性质的理论研究。我们关于MX2的工作是国际上最早发表的关于这类材料的GW计算研究，发表以来获得了较多关注，相关论文入选J. Chem. Phys. Editor’s Choice 2011。

2. 针对强关联材料的方法发展及其应用
1）系统发展和考察了针对强关联体系电子能带结构性质的GW@DFT+U方法，发现基于LAPW+HLOs，GW0@PBE+U方法可对很多过渡金属氧化物、镧系和锕系氧化物的电子能带结构提供比较准确的描述。
2）针对Hubbard U值的第一性原理计算，发展了基于LAPW的受限无规相近似(CRPA)和局域屏蔽库伦修正(LSCC)等方法；基于后者，可实现不依赖于人为参数的DFT+U计算。
3）系统分析了DFT+U方法中局域投影函数定义对计算结果的影响，指出投影函数的有效空间作用范围对计算结果有显著影响。
4) 针对磁性材料的理论模拟，系统考察了DFT+U方法对离子内不同自旋状态能量差和磁性离子间磁耦合常数的预测精度，并将其应用于理解Cu-Gd异核体系中3d-4f磁性中心之间的铁磁作用微观机制。

代表成果

1. Yue-Chao Wang and Hong Jiang, Local screened Coulomb correction approach to strongly correlated d -electron systems, J. Chem. Phys.150,154116 (2019), DOI: https://doi.org/10.1063/1.5089464.
2. Xi Xu and Hong Jiang, Cluster expansion based configurational averaging approach to bandgaps of semiconductor alloys , J. Chem. Phys. 150, 034102 (2019), DOI: https://doi.org/10.1063/1.5078399.
3. Hong Jiang,Revisiting the GW Approach to d- and f-electron Oxides, Phys. Rev. B, 97, 245132(2018), DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.245132.
4. Zhi-Hao Cui, Yue-Chao Wang, Min-Ye Zhang, Xi Xu, Hong Jiang,Doubly Screened Hybrid Functional: An Accurate First-Principles Approach for Both Narrow- and Wide-Gap Semiconductors, J. Phys. Chem. Lett. 9, 2338-2345(2018), DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.8b00919.
5. Hong Jiang and Peter Blaha, GW with linearized augmented planewaves extended by high-energy local orbitals, Phys. Rev. B, 93,115203(2016), DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.93.115203.
6. Hong Jiang and Yu-Chen Shen,Ionization potentials of semiconductors from first-principles, J. Chem. Phys. 139, 164114 (2013), DOI: https://doi.org/10.1063/1.4826321.
7. Hong Jiang, Ricardo I. Gomez-Abal, Xinzheng Li, Christian Meisenbichler, Claudia Ambrosch-Draxl, and Matthias Scheffler, FHI-gap: a GW code based on the All-electron augmented plane wave method, Computer Phys. Commun.,184, 348(2013), DOI: https://doi.org/10.1016/j.cpc.2012.09.018.
8. Hong Jiang, Electronic Band Structures of Molybdenum and Tungsten Dichalcogenides by the GW Approach J. Phys. Chem. C 116,7664-7671(2012), DOI: https://doi.org/10.1021/jp300079d.
9. Yachao Zhang, and Hong Jiang, Intra- and Interatomic Spin Interactions by the Density Functional Theory plus U Approach: A Critical Assessment, J. Chem. Theory Comput.7,2795(2011), DOI: https://doi.org/10.1021/ct200299s.
10. Hong Jiang, Ricardo I. Gomez-Abal, Patrick Rinke, and Matthias Scheffler, First-principles modeling of localized d states with the GW@LDA+U approach, Phys. Rev. B 82, 045108 (2010), DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.045108.

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