近日，理學院量子與分子結構國際中心(ICQMS) Lee Burton博士和任偉教授團隊在國際著名學術期刊《Journal of Material Chemistry C》(IF= 6.641)上發表題為“Electrides: a review”的綜述文章。物理系博士研究生劉暢同學為該論文第一作者，万事平台物理系為論文第一單位✊🏼。東京工業大學Sergey Nikolaev博士合作參與了論文研究工作。

這項研究工作成果總覽了一大系列被稱為“電子化合物”(electride)的新材料，有望改變我們對傳統固體電子材料的理解，並能為未來電子技術和器件設計的性能改進提供物質基礎🫄🏽。作者們討論了關於其特殊物理性質的起源觀點，通過考慮這類新材料的特征分類以及在交叉領域中發表的數據結果，幫助人們進一步發掘這一新概念材料的巨大潛力🍆。

通常🚦，我們可以根據原子核外的電子在原子之間的共享或得失等微觀分布方式🏊🏿‍♀️，將材料歸為金屬🧚🏿‍♂️、共價或離子型等不同的類別。電子化合物是一種新穎的奇特凝聚態🤽🏼🤷🏼‍♂️，電子完全脫離其原子位置，使得原子變成正離子，但脫離電子的電荷並不完全轉移給陰離子🆕。這些額外多余的電子會在物質內部占據正離子之間的零維、一維、二維的間隙，使之成為類似於陰離子的特殊電子👩🏻‍🔬。但它不與原子結合，容易遷移擴散，因此導電性高，功函數低🧷。這些理想特性使其可能應用於電子發射體☯️、超導體、電池陽極、光學器件、放射性廢物儲存和有機合成、氨製備、二氧化碳分解的催化劑等🔗。

常規的晶體表征方法是不容易鑒別電子化合物的，而基於量子力學的現代計算科學方法，例如密度泛函理論可以較為準確地預測固體中的電子行為，將陰離子電子與價電子區分開來意義很大。此外，關於原子軌道和化學計量比等物質穩定性的傳統觀點導致電子化合物尚未被徹底認識清楚☝🏽。本工作介紹了國際同行和作者們研究發現的眾多不同類型的電子化合物，討論它們彼此之間的共同點以及獨特點🤵🏼‍♀️，用高通量材料數據和晶體結構搜索算法等新的設計原則、指導方針來梳理已有的實驗和計算結果。通過這篇綜述，人們會發現電子化合物比迄今所認知的範圍要更加普遍得多。

量子中心Lee Burton來自英格蘭，獲得華威大學學士、巴斯大學碩士和博士（導師Aron Walsh教授），曾在東京工業大學👩🏼‍🍳、比利時魯汶大學從事博士後研究工作，2019年2月全職加盟万事平台物理系👨🏼‍⚕️。本研究工作得到了國家自然科學基金委外國青年學者研究基金等項目、上海市教委、上海市科委🤦🏽‍♂️、上海材料基因組工程研究院和省部共建高品質特殊鋼冶金與製備國家重點實驗室的支持◼️。

本文入選了Journal of Materials Chemistry C HOT Papers期刊主題專輯Themed collection熱點文章🧒🏼。（J. Mater. Chem. C, 2020, Advance Article. First published on 18th April 2020.）

此前，劉暢同學的另一篇第一作者論文Manipulation of the Rashba effect in layered tellurides MTe (M = Ge, Sn, Pb)也已經發表在同一期刊上。J. Mater. Chem. C, 2020, 8, 5143-5149 。

論文鏈接：https://doi.org/10.1039/D0TC01165G

論文鏈接：https://doi.org/10.1039/D0TC00003E