材料科学是现代科学技术的基础和先导。对材料结构及材料构效关系的认知水平直接决定了新材料的研发能力。材料的微观结构包括晶体结构、缺陷结构和局域结构等原子排列结构以及电子结构,其中电子结构从根本上决定了材料的本征性能。
理论化学特别是第一性原理计算方法使结构化学研究在理论上进入了电子结构层次,通过理论计算电子密度、电子波函数和密度矩阵等基本物理量为在电子结构层次上解释基本化学现象与规律提供了有效的方法。但只有在电子结构测试技术出现以后,这些基于理论计算结果的化学概念与模型才有了稳固的实验基础。因此,“电子结构晶体学”以基于晶体学实验方法研究材料电子结构为目的,是结构化学学科的重要发展,为从实验上深刻理解一些基本化学现象与规律创造了条件,促进了理论化学与实验有效结合,为解决化学领域重大基础前沿科学问题提供了新观点和新途径。
为推动电子结构晶体学方法与技术的普及,进一步支撑结构化学基础研究及高性能材料的应用研究,在中国科学院科研仪器设备研制项目(PTYQ2024TD0016)的资助下,1月12日至18日,电子结构晶体学培训班在中国科学院福建物构所成功举办。参与此次培训的学员主要是来自国科大、中科大、中国科学院化学所和中国科学院物理所等9家中国科学院兄弟院所的老师和同学。培训期间,授课专家姜小明研究员与参会的科研人员围绕实空间电子结构测试与精修的前沿技术和实践经验展开了深入交流与探讨。
在开幕式上,培训项目负责人郭国聪研究员对全体学员表示热烈欢迎,并强调了本次培训在实验电子结构研究及材料科学领域的重要性。他指出,电子结构的深入解析对于新材料的开发与技术创新至关重要,本培训旨在帮助学员掌握最新的电子结构测试与精修技术,为我国结构化学与材料科学的进步提供技术支撑。同时,他鼓励学员们将理论与实践相结合,探索更精准的科研方法,推动技术创新。最后,他期望学员们珍惜此次培训机会,深入学习,助力我国科技发展。
郭国聪研究员在开幕式上发表欢迎辞
本次培训内容理论结合实践,涵盖了电子结构晶体学的核心概念、实验技术及数据处理方法。姜小明研究员系统讲授了实空间电子结构测试原理及电子结构晶体学理论,并通过软件操作演示了电子结构精修方法与技术,重点解析了如何利用高分辨X射线单晶衍射数据,通过多极模型精修获取电子密度分布,并运用拓扑分析计算拓扑原子及化学键指标。此外,培训还设置了实验环节,通过电子结构测试仪器的现场演示、讲解及互动讨论,进一步加深了学员们对电子结构测试过程及实际应用的理解。
学员现场参观电子结构测试设备
此次培训的成功举办,不仅促进了电子结构晶体学方法与技术的推广,也为我国结构化学与材料科学研究提供了重要的理论与技术支持,为相关领域科研人员搭建了高效的学习与交流平台。
电子结构晶体学培训班学员合照
(结构化学全国重点实验室供稿)