近日，学院量子与分子结构国际中心(ICQMS) Lee Burton博士和任伟教授团队在国际著名学术期刊《Journal of Material Chemistry C》(IF= 6.641)上发表题为“Electrides: a review”的综述文章。物理系博士研究生刘畅同学为该论文第一作者，上海大学物理系为论文第一单位。东京工业大学Sergey Nikolaev博士合作参与了论文研究工作。
这项研究工作成果总览了一大系列被称为“电子化合物”(electride)的新材料，有望改变我们对传统固体电子材料的理解，并能为未来电子技术和器件设计的性能改进提供物质基础。作者们讨论了关于其特殊物理性质的起源观点，通过考虑这类新材料的特征分类以及在交叉领域中发表的数据结果，帮助人们进一步发掘这一新概念材料的巨大潜力。
通常，我们可以根据原子核外的电子在原子之间的共享或得失等微观分布方式，将材料归为金属、共价或离子型等不同的类别。电子化合物是一种新颖的奇特凝聚态，电子完全脱离其原子位置，使得原子变成正离子，但脱离电子的电荷并不完全转移给阴离子。这些额外多余的电子会在物质内部占据正离子之间的零维、一维、二维的间隙，使之成为类似于阴离子的特殊电子。但它不与原子结合，容易迁移扩散，因此导电性高，功函数低。这些理想特性使其可能应用于电子发射体、超导体、电池阳极、光学器件、放射性废物储存和有机合成、氨制备、二氧化碳分解的催化剂等。
常规的晶体表征方法是不容易鉴别电子化合物的，而基于量子力学的现代计算科学方法，例如密度泛函理论可以较为准确地预测固体中的电子行为，将阴离子电子与价电子区分开来意义很大。此外，关于原子轨道和化学计量比等物质稳定性的传统观点导致电子化合物尚未被彻底认识清楚。本工作介绍了国际同行和作者们研究发现的众多不同类型的电子化合物，讨论它们彼此之间的共同点以及独特点，用高通量材料数据和晶体结构搜索算法等新的设计原则、指导方针来梳理已有的实验和计算结果。通过这篇综述，人们会发现电子化合物比迄今所认知的范围要更加普遍得多。
量子中心Lee Burton来自英格兰，获得华威大学学士、巴斯大学硕士和博士（导师Aron Walsh教授），曾在东京工业大学、比利时鲁汶大学从事博士后研究工作，2019年2月全职加盟上海大学物理系。本研究工作得到了国家自然科学基金委外国青年学者研究基金等项目、上海市教委、上海市科委、上海材料基因组工程研究院和省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室的支持。
本文入选了Journal of Materials Chemistry C HOT Papers期刊主题专辑Themed collection热点文章。（J. Mater. Chem. C, 2020, Advance Article. First published on 18th April 2020.）
此前，刘畅同学的另一篇第一作者论文Manipulation of the Rashba effect in layered tellurides MTe (M = Ge, Sn, Pb)也已经发表在同一期刊上。J. Mater. Chem. C, 2020, 8, 5143-5149 。
论文链接：https://doi.org/10.1039/D0TC01165G
论文链接：https://doi.org/10.1039/D0TC00003E
