近期，电子信息与人工智能学院丁利苹教授与物理学院邵鹏副教授团队，在物理学权威期刊《Physical Review B》上发表研究论文，通过第一性原理与分子动力学模拟，系统揭示了Au(111)表面上金吸附原子（Au adatom）在石墨烯纳米带（GNR）形成过程中的催化作用及其电子结构起源。我校为第一单位。

丁利苹教授团队与苏州国家实验室丁峰教授合作，以10,10'-二溴-9,9'-联蒽（DBBA）分子在Au(111)表面的经典两步法合成GNR为模型，系统比较了四种条件下的反应路径。结果表明，金吸附原子可将环化脱氢能垒从2.650 eV降低至2.295 eV，脱溴能垒仅0.753 eV。基于Eyring过渡态理论的半衰期估算与实验时间高度吻合（脱溴~8.4微秒，环化脱氢~8.8小时）。电子结构分析（投影态密度、电荷密度、Bader电荷）从原子层面证明，催化效应源于金吸附原子向C-H/C-Br σ 反键轨道的电子反馈捐赠，削弱化学键从而降低能垒。文章最后提出两个普适性预测准则：催化效率与金属d带中心位置相关；脱卤能垒遵循C-I < C-Br < C-Cl。研究成果为原子级精准石墨烯纳米带的可控合成提供明确的理论指导，有望加速该材料在纳米电子器件中的实际应用进程。

图1. Au(111)表面金吸附原子辅助DBBA脱溴和环化脱氢形成石墨烯纳米带的示意图。

文章链接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/vmjy-fpsx

新闻小贴士：

《Physical Review B》于1893年创刊，是美国物理学会（APS）旗下的旗舰期刊。是凝聚态物理与材料物理领域公认的顶级期刊之一，自然指数期刊。该期刊对研究的完整性、物理深度和理论严谨性要求极高。

丁利苹，女，博士，教授，博士生导师。主要从事机器学习力场驱动低维纳米材料精准制备研究。先后入选工信部“博士后引才专项”、首批“陕西省优秀青年基金(青B)”、陕西省高校“青年杰出人才支持计划”和“陕西省科协青年人才托举计划”等人才项目。以第一完成人获陕西省科学技术奖1项、陕西高等学校科学技术奖2项。近年来，主持国家自然科学基金面上/青年项目、国家科技重大专项子课题、国家外国专家项目、陕西省自然科学基金及社会服务项目等。授权国家发明专利18件，成果转化1件。在Nat. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Nat. Commun.(4)、Adv. Funct. Mater.、ACS Nano.(3)等国内外顶级期刊发表论文63余篇，其中一作43篇。

（核稿：孙连山 编辑：王亮）