孙志刚

男， 中国科学院大连化学物理研究所， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1996.09-2000.06 大连理工大学应用物理系 本科学生
2000.09-2005.06 大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室 博士生
2005.06-2006.07 新加坡国立大学计算科学系 博士后
2006.08-2009.03 新加坡南洋理工大学数学物理学院 博士后
2009.04-2010.06 美国杜克大学化学系 博士后
2010.06-2011.06 中科院大连化学物理研究，副研究员
2011.07至今 中科院大连化学物理研究，研究员

研究领域和兴趣

分子反应动力学

主要业绩

孙志刚研究员主要从事量⼦反应动⼒学理论和计算⽅法发展的理论研究⼯作。研究工作的特点是侧重基础理论和计算方法的发展，同时与交叉分子束实验紧密合作。在过去工作中,他采用含时量⼦波包方法,发展了一系列态-态分辨的反应散射动力学论，特别是克服了在实现态－态动力学计算时长期存在的“坐标难题”。同时,他针对含时量⼦波包⽅法发展了⼀系列高效率的计算方法,扩展了量⼦波包方法的研究范围。他利用所发展的量⼦反应波包方法,结合交叉分子束实验,研究了F + H2/HD/D2, H + HD, Cl + HD, O + O2, Cl + H2O和OH/OD + H2等典型气相反应体系,获得了⼀些较有学术价值的研究成果。自从事研究工作以来,在国际学术期刊发表SCI收录论⽂100余篇,其中包括7篇Science论文（4篇共同通讯）,2篇共同通讯作者的Nat. Chem.论⽂,1篇共同通讯的Nat. Comm.论文，2篇 JACS论文,3篇PNAS论文,1篇J. Phys. Chem. Lett. 论文,1篇Rep. Prog. Phys.论⽂等,另外有2篇专著章节发表。获得了包括国家自然科学基金优秀、杰出青年基⾦，2014年“万⼈计划”青年拔尖⼈才和2019年中青年创新领军人才的支持,获得了包括2014年国家自然科学奖二等奖(排名第五)、2013年辽宁省自 然科学技术奖一等奖(排名第五),首届“唐敖庆”青年理论化学家奖和第五 届“张存浩”化学动⼒学青年科学家奖等奖项。
他在发展态－态分辨的反应散射理论和量子波包计算方法上取得了比较突出的成绩。具体来说，他利用所发展的理论计算方法，研究了多个典型反应的前沿动力学问题，其主要学术业绩如下 : 1. 发展了基于反应物坐标和超球坐标的三/四原子反应体系的态－态波包方法；提出了基于过渡态理论的态－态分辨的波包方法；发展了使用高阶分裂算符的波包方法，显著提高了计算效率；2. 使用自行发展的理论计算方法，和交叉分子束实验密切配合1)首次确认了F+HD(v=1)反应中共振态的存在，并揭示了HD的振动激发开启了新的反应通道；3. 发现由于键的软化，Cl+HD(v=1)反应在过渡态处会出现势阱而产生共振态，该类型共振态会普遍存；4. 揭示了H+HD反应前向散射振荡是由于少数特定分波所导致，可以由此预测反应碰撞参数；5. 发展了可以包含几何相位效应的态态反应动力学程序，并与实验合作，揭示了H＋HD反应中的几何相位效应，并由此发现了该反应中roaming和直接抽取反应两条路径之间的干涉效应。

代表成果

1. Minghui Qiu ; Zefeng Ren ; Li Che; Dongxu Dai; S. A. Harich; Xiuyan Wang; Xueming Yang* ; Chuanxiu Xu; Daiqian Xie* ; M. Gustafsson; R. T. Skodje*; Zhigang Sun ; Donghui Zhang*; Observation of Feshbach resonances in the F+H2 → HF+H reaction , Science, 2006.3.10, 311(5766): 1440~1443

2. Xingan Wang ; Wenrui Dong; Chunlei Xiao; Li Che; Zefeng Ren; Dongxu Dai; Xiuyan Wang; P. Casavecchia; Xueming Yang *; Bin Jiang; Daiqian Xie* ;Zhigang Sun; Soo-Y. Lee; Dong H. Zhang* ; H.-J. Werner; M. H. Alexander*, The extent of non-Born-Oppenheimer coupling in the reaction of Cl((2)P) with para-H2 , Science, 2008.10.24, 322(5901): 573~576

3. Tao Wang ; Jun Chen ; Tiangang Yang; Chunlei Xiao* ; Zhigang Sun*, Long Huang; Dongxu Dai; Xueming Yang ; Donghui Zhang* , Dynamical Resonances Accessible Only by Reagent Vibrational Excitation in the F + HD→HF + D Reaction, Science, 2013.12.20, 342(6165): 1499~1502

4. Tiangang Yang ; Jun Chen ; Long Huang; Tao Wang; Chunlei Xiao*; Zhigang Sun* ; Dongxu Dai; Xueming Yang*; Donghui Zhang* , Extremely short-lived reaction resonances in Cl + HD ( v = 1) → DCl + H due to chemical bond softening, Science, 2015.1.2, 347(6217): 60~63

5. Bin Zhao; Zhigang Sun*; Hua Guo*; A reactant-coordinate-based approach to state-to-state differential cross sections for tetratomic reactions, Journal of Chemical Physics, 2016.12.1, 145(18): 184106

6. Daofu Yuan ; Shengrui Yu ; Wentao Chen; Jiwei Sang; Chang Luo; Tao; Wang; Xin Xu; Piergiorgio Casavecchia; Xingan Wang*; Zhigang Sun*; Donghui Zhang*; Xueming Yang* , Direct observation of forward-scattering oscillations in the H+HD→H2+D reaction, Nature Chemistry 10, 653 (2018)

7. Daofu Yuan; Yafu Guan; Wentao Chen; Hailin Zhao; Shengrui Yu; Chang Luo; Yuxin Tan; Ting Xie; Xingan Wang*; Zhigang Sun*; Dong H. Zhang*; Xueming Yang*, Observation of the geometric phase effect in the H+HD→H2 +D reaction, Science 362, 1289 (2018)

8. Hailin Zhao; Umair Umer; Xixi Hu*; Daiqian Xie; Zhigang Sun*, An interaction-asymptotic region decomposition method for general state–to- state
reactive scatterings, Journal of Chemical Physics 150, 134105 (2019)

9. Tiangang Yang, Long Huang, Chunlei Xiao, Jun Chen, Tao Wang, Dongxu Dai, Francois Lique, Millard H. Alexander*, Zhigang Sun*, Dong H. Zhang, Xueming Yang* Daniel M. Neumark*, Enhanced reactivity of flourine with para-hydrogen in cold interstellar clouds by resonance-induced quantum tunneling, Nature Chemistry (2019)

10. Yurun Xie, Hailin Zhao, Yufeng Wang, Yin Huang, Tao Wang, Xin Xu, Chunlei Xiao*, Zhigang Sun*, Dong H. Zhang*, Xueming Yang*, Quantum interference in H + HD → H2 + D between direct abstraction and roaming insertion pathways, Science, 368 (2020) 767

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