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化材讲坛第141讲 Ultrafast Singlet Fission for Energy Applications(美国犹他州立大学化学与生物化学系饶毅教授)
 
发布时间:2019-07-12 浏览次数:

       2019年624午,美国犹他州立大学化学与生物化学系饶毅教授应邀来我校化材学院进行交流访问,作了题为“Ultrafast Singlet Fission for Energy Applications”的学术报告。饶老师于2003年博士毕业于中国科学院化学研究所. 博士毕业后加入哥伦比亚大学化学系Eisenthal研究组进行了三年博士后的研究工作。随后以副研究科学家(Associate Research Scientist)的身份在Nicholas J. Turro教授和Kenneth B. Eisenthal教授共同指导下进行工作。2013年饶老师加入哥伦比亚物理系Tony F. Heinz教授研究组进行了一年的材料科学方面的研究。2014年开始,饶老师加入Temple大学化学系,以研究副教授的身份开始进行独立的研究工作。2017年被犹他州立大学化学与生物化学系聘请为助理教授,建立自己的研究组。在犹他州立大学,他的研究工作受到了来自美国国家自然科学基金委, ARO,本田公司等机构的资助。从博士研究生时期开始,饶老师的研究涉足于,超快光谱,表面科学,光化学, 材料科学,生物物理化学,以及环境科学等诸多领域在这诸多领域,饶老师在Naturechemistry,PNAS, Nanoletter, JPC及JCP等著名期刊上发表论文40余篇研究方向主要集中于能源及材料化学中电荷的超快转移过程以及环境科学中的界面化学问题。化材院胡军成教授主持报告会,广大师生参加了报告会。

        在这次演讲中,饶教授讨论acenes中的超快单线分裂。单线态裂变可以绕过Shockley-Queisser热力学极限,从而提高太阳能的利用率。在单线态裂变过程中,形成相关的三重态对及其量子退相干是两个基本步骤。然而,三重态对的性质以及它的形成和退相干机制仍然是未知的。饶毅教授以单晶六烯作为例,研究了两个基本步骤,在不同的晶体轴,显示了整体单晶裂变率的显著各向异性。电子耦合和声子弛豫促进了三重态对的形成,在光激发作用下,三重态对沿两个晶体轴以约200 fs的超快时间尺度出现,使量子退相干成为单线态裂变方向各向异性的关键步骤。根据红场量子耗散理论,不同的量子退相干率归因于它们的关联能量损失的显著差异,这表明沿着b轴的解耦三重态二聚体的形成速度比沿着a轴的解耦三重态二聚体的形成速度快约100%。饶毅教授提出的实验-理论框架,加深了大家对单重态裂变的认识,相信也将有助于第三代太阳能电池新材料的系统设计。教授的工作引起了在座师生的浓厚兴趣,在报告会的问答交流部分,教授与参会老师和同学进行了深入热烈的讨论。