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科研队伍

基础物理研究部

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姓名：李星星

联系邮箱：lixx@ustc.edu.cn

教育经历

2010至2015  中国科学技术大学，化学专业，博士

2006至2010  中国科学技术大学，化学专业，学士

工作经历

2021至今  合肥国家实验室初级研究员

2024至今  中国科学技术大学，特任教授

2020至2023  中国科学技术大学，副教授

2018至2020  中国科学技术大学，特任副研究员

2015至2018  中国科学技术大学，博士后研究员

研究简介

在低维量子自旋材料和分子器件的功能设计方面开展系统性研究，重点突破自旋电调控、自旋室温输运、器件动态表征等核心挑战，取得以下重要成果：

1）从自旋的形成和微观作用机制出发，解决自旋调控和自旋输运的难题；对分子自旋材料进行功能导向设计，形成分子自旋材料设计的新方法、新思路。取得代表成果有：在自旋调控方面，提出并发展了一类概念材料即双极磁性半导体(简称为BMS)，实现了电子自旋传输方向的直接门压调控。在自旋输运方面，提出了通过调控配体分子自旋态和轨道杂化设计室温磁性半导体的新思路，并设计出多个室温工作的分子基磁性半导体材料。

2）将非平衡态电子输运、静态电子结构和反应动力学模拟有机结合，揭示分子器件电导随局域环境变化的微观机制，对微观复杂物理化学动态过程进行图像还原，解决实验缺乏室温、溶液等复杂环境下单分子分辨技术的短板。取得代表成果有：实现了单分子水平氢键动力学表征，揭示了环境单分子电荷态对分子梭器件电导的影响规律，基于此实现了单个氨基酸分子的电荷态识别，为实验发展分子级分辨电学探测方法提供了理论支撑。

迄今为止在Nature Nanotech.、Nat. Commun.、Sci. Adv.、JACS、Angew、PRL等SCI期刊发表论文80余篇，总被引6000余次。相关研究成果引起了学术界同行广泛的关注，并直接或间接启发了相关实验或理论研究。例如我们发展的双极磁性半导体(BMS)概念，突破了用磁场调控自旋的传统模式，为发展新型电场调控的自旋电子学器件提供了一种全新的思路。BMS已被国内外同行广泛认可，被认为是继半金属铁磁材料和自旋无隙半导体材料之后，第三类重要的自旋电子学材料，多个课题组利用这一概念设计出多个BMS材料体系，BMS直接出现在他们文章标题或者摘要里。

‌核心研究方向‌：

1.‌基于第一性原理的量子自旋材料设计与模拟

2.‌基于第一性原理的分子器件动力学表征

主要荣誉

2023年  中国化学会青年化学奖

2023年  入选基金委“优青”项目

2023年  唐仲英基金会“仲英青年学者”

2019年 “中国科学院青年创新促进会”会员

2017年  中国化学会理论化学优秀博士论文奖

2016年  入选“中国科学院优秀博士学位论文”

2015年 中国科学院院长特别奖

代表性论文

1.Sifan You,# Cuiju Yu,# Yixuan Gao, Xuechao Li, Guyue Peng, Kaifeng Niu, Jiahao Xi, Chaojie Xu, Shixuan Du, Xingxing Li,* Jinlong Yang, Lifeng Chi,* Quantifying the conductivity of a single polyene chain by liftin with an STM tip, Nature Communications 2024, 15, 6475.

2.Caiyao Yang,# Zhongxin Chen,# Cuiju Yu,# Jiawen Cao, Guojun Ke, Weiya Zhu, Weixuan Liang, Jiaxing Huang, Wanqing Cai, Chinmoy Saha, Md Abdus Sabuj, Neeraj Rai, Xingxing Li,* Jinlong Yang, Yuan Li,* Fei Huang,* Xuefeng Guo,* Regulation of quantum spin conversions in a single molecular radical, Nature Nanotechnology 2024, 19, 978.

3.Li, Xiangyang;# Liu, Qing-Bo;# Tang, Yongsen;# Li, Wei; Ding, Ning; Liu, Zhao; Fu, Hua-Hua; Dong, Shuai; Li, Xingxing;* Yang, Jinlong;* Quintuple function integration in two-dimensional Cr(II) five-membered heterocyclic metal organic frameworks via tuning ligand spin and lattice symmetry, Journal of the American Chemical Society 2023, 145, 7869.

4.Yujie Hu; Xingxing Li;* Qunxiang Li; Jinlong Yang; Bipolar magnetic molecules for spin‐polarized electric current in molecular junctions, Angewandte Chemie International Edition 2022, 61, e202205036.

5.Xingxing Li and Jinlong Yang,* Realizing two-dimensional magnetic semiconductors with enhanced Curie temperature by antiaromatic ring based organometallic frameworks Journal of the American Chemical Society 2019, 141, 109.

6.Shanshan Liu, Ke Xu,* Xingxing Li,* Qunxiang Li and Jinlong Yang, Obtaining giant Rashba-Dresselhaus spin splitting in two-dimensional chiral metal-organic frameworks, Chemical Science 2024, 15, 6916.

7.X. Li and J. Yang,* First-principles design of spintronics materials, National Science Review 2016，3, 365.

8.X. Li, X. Wu and J. Yang,* Half-metallicity in MnPSe3 exfoliated nanosheet with carrier doping, Journal of the American Chemical Society 2014, 136, 11065.

9.X. Li, X. Wu and J. Yang,* Room-temperature half-metallicity in La(Mn,Zn)AsO alloy via element substitutions, Journal of the American Chemical Society 2014, 136, 5664.

10.X. Li, Z. Li and J. Yang,* Proposed photosynthesis method for producing hydrogen from dissociated water molecules using incident near-infrared light, Physical Review Letters 2014, 112, 018301.

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