一、基础信息
姓名:杨金龙
联系邮箱:jlyang@ustc.edu.cn
二、教育经历
1988-1991 中国科学技术大学,凝聚态物理理论专业,博士
1985-1988 中国科学技术大学,固体物理专业,硕士
1981-1985 南京师范大学,物理专业,学士
三、工作经历
2018至今 中国科学技术大学副校长
2009-2019 中国科学技术大学化学与材料科学学院执行院长
2004至今 合肥微尺度物质科学国家研究中心理论与计算科学研究部主任
1997至今 中国科学院选键化学重点实验室副主任、教授、博士生导师
1997至今 中国科学技术大学化学物理系,教授
1998-1999 香港科技大学物理系,访问学者
1991-1997 中国科大基础物理中心,讲师(1991),副教授(1993),教授(1996)
1990-1991 意大利Padova和Caglirai大学物理系,访问学者
四、研究简介
杨金龙教授的研究领域为理论和计算化学,一直致力于发展与应用第一性原理计算方法与模型,研究小分子,原子团簇,固体表面与界面和纳米体系的结构和性质,注重和相关实验研究的配合与合作。重点突破电子结构算法与程序开发、自旋电子学材料设计、表面单分子体系量子调控等核心挑战,取得以下重要成果:
1.发展了系列线性标度的电子结构方法并开发了自主知识产权的大规模电子结构计算通用程序包。近年来,针对国产超算平台进行电子结构算法与程序优化,首次在神威•太湖之光计算机上实现了250万原子千万核心并行第一性原理计算,入围2022年戈登贝尔奖提名。2021年习近平总书记在两院院士大会上的重要讲话中将该成果列为战略高技术领域取得的十项新跨越成果之一。此外,杨金龙教授还开发了一种基于量子分块的算法,成功用于包含1亿多原子的生物系统的拉曼光谱量子模拟,且该算法在两种不同硬件架构的国产超级计算机上均展现出近线性标度行为,该成果入围2024年戈登贝尔奖提名。
2.提出了双极磁性半导体的概念,其导带边缘与价带边缘具有相反的自旋极化方向,为自旋电子学器件实现电场调控提供了新思路。双极磁性半导体被认为是继半金属铁磁材料、自旋无隙半导体之后的第三类重要自旋电子材料。根据这个概念,课题组设计出了多种双极磁性半导体。
3.基于STM选键化学单分子手术,成功实现了对表面吸附的单个钴酞菁分子的近藤效应及磁性自旋态控制,为设计和制备单分子自旋电子器件提供了一种崭新的重要方法。利用STM单分子手术,实现了单个三聚氰胺分子的异构化反应,演示了同时具有整流效应和开关效应的双功能新型单分子器件,从而将单分子手术和操纵技术提高到单分子内多功能集成的崭新高度。
迄今发表论文800余篇,其中Science 5篇、Nature 5篇、Nature子刊22篇、JACS 40篇、Angew 17篇、PRL 19篇,总被引57000余次。
核心研究方向:
1.低维纳米材料的理性设计与功能化
2.固体表面的结构与催化机理
3.单分子器件的输运性质与量子调控
4.新的电子结构计算方法与计算程序
5.原子团簇的成键理论与激发态光谱
6.扫描隧道显微镜(STM)的图象模拟与谱学
五、主要荣誉
2025 亚太地区理论与计算化学家协会福井奖章
2023 第三届全国创新争先奖状
2019 中国科学院院士
2015 全国先进工作者
2014 中国科学院杰出科技成就奖(集体奖)
2006 第九届中国青年科技奖
2005 国家自然科学二等奖(第二完成人)
2004 国家重点基础研究发展计划(973计划)先进个人
2004 国家七部门新世纪百千万人才工程首批入选者
2003 安徽省科学技术奖一等奖(第二完成人)
2001 中国分析测试协会科学技术奖特等奖
2000 国家杰出青年科学基金
六、代表性论文
[1] Linear-scaling density matrix perturbation treatment of electric fields in solids. Hongjun Xiang, Jinlong Yang*, Jianguo Hou, and Qingshi Zhu. Physical Review Letters, 97, 266402 (2006).
[2] 2.5 million-atom ab initio electronic-structure simulation of complex metallic heterostructures with DGDFT, Wei Hu, Hong An*, Zhuoqiang Guo, Qingcai Jiang, Xinming Qin, Junshi Chen, Weile Jia*, Chao Yang, Zhaolong Luo, Jielan Li, Wentiao Wu, Guangming Tan, Dongning Jia, Qinglin Lu, Fangfang Liu, Min Tian, Fang Li, Yeqi Huang, Liyi Wang, Sha Liu and Jinlong Yang.* International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis (SC22), ACM Gordon Bell finalist (2022).
[3] Pushing the limit of quantum mechanical simulation to the Raman spectra of a biological system with 100 million atoms, Honghui Shang*, Ying Liu*, Zhikun Wu, Zhenchuan Chen, Jinfeng Liu, Meiyue Shao, Yingzhou Li, Bowen Kan, Huimin Cui, Xiaobing Feng, Yunquan Zhang, Donald G. Truhlar, Hong An, Xiao He*, and Jinlong Yang.* International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis (SC24), ACM Gordon Bell finalist (2024).
[4] First-principles design of spintronics materials. Xingxing Li, and Jinlong Yang.* National Science Review, 3, 365 (2016).
[5] Bipolar magnetic semiconductors: a new class of spintronics materials, Xingxing Li, Xiaojun Wu, Zhenyu Li, Jinlong Yang,* and J. G. Hou. Nanoscale, 4, 5680 (2012).
[6] A review of bipolar magnetic semiconductors from theoretical aspects, Junyao Li, Xingxing Li, * and Jinlong Yang.* Fundamental Research, 2, 511 (2022).
[7] Controlling the Kondo effect of an adsorbed magnetic ion through its chemical bonding. Aidi Zhao, Qunxiang Li, Lan Chen, Hongjun Xiang, Weihua Wang, Shuan Pan, Bing Wang, Xudong Xiao, Jinlong Yang*, Jianguo Hou*, and Qingshi Zhu. Science, 309, 1542 (2005).
[8] Design and control of electron transport properties of single molecules. Shuan Pan, Qiang Fu, Tian Huang, Aidi Zhao, Bing Wang, Yi Luo, Jinlong Yang*, and Jianguo Hou*. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106, 15259 (2009).
[9] Proposed photosynthesis method for producing hydrogen from dissociated water molecules using incident near-infrared light. Xingxing Li, Zhenyu Li, and Jinlong Yang*. Physical Review Letters, 112, 018301 (2014).
[10] Atomically dispersed iron hydroxide anchored on Pt for preferential oxidation of CO in H2. Lina Cao, Wei Liu, Qiquan Luo, Ruoting Yin, Bing Wang, Jonas Weissenrieder, Markus Soldemo, Huan Yan, Yue Lin, Zhihu Sun, Chao Ma, Wenhua Zhang, Si Chen, Hengwei Wang, Qiaoqiao Guan, Tao Yao, Shiqiang Wei*, Jinlong Yang*, and Junling Lu*. Nature, 565, 631 (2019).