基本信息

孙志刚  男  博导  中国科学院大连化学物理研究所

电子邮件: zsun@dicp.ac.cn

通信地址: 大连市中山路457号,分子反应动力学B楼210房间

邮政编码: 116023

研究领域

主要研究内容:  量子反应动力学理论和计算方法发展的理论研究工作,以及新型超大功率化学激光的设计和发展和催化基础方面的研究。研究工作的特点是侧重基础理论和计算方法的发展和分子反应动力学新现象的研究,新型烧结材料的设计和激光器原理的发展,并与实验研究 紧密合作。在过去研究工作中,孙志刚研究员采用含时量子波包方法,发展了一系列产物量子态分辨的量子 反应散射动力学理论。同时,针对求解分子力学的含时薛定谔方程,发展了一些高效率、高精度的数值计算方法,大大扩展了量子含时波包方法的研究对象 。

已在国际学术期刊发表SCI收录论文100余篇,其中包括8篇Science论文(其中5篇是共同通讯作者),2篇Nat. Chem.论文(均为共同通讯),1篇Nat. Commun. 论文,3篇PNAS论文,2篇JACS论文,2篇Phys. Rev. Lett.论文,2篇J. Phys. Chem. Lett. 论文,1篇Rep. Prog. Phys.论文等,另外有2篇专著章节发表。

招生信息

招生专业
070203-原子与分子物理
070207-光学
070304-物理化学
招生方向
分子反应散射动力学
新型化学激光设计
原子分子物理学

教育背景

2002-11--2004-03   瑞典哥德堡大学   访问学生
2000-09--2005-06   中科院大连化学物理研究所   博士
1996-09--2000-07   大连理工大学   学士
出国学习工作
1.  2003~2004  瑞典哥德堡大学 (Gunnar Nyman)
2.  2005~2007  新加坡国立大学 (Donghui Zhang)
3.  2007~2009  新加坡南洋理工大学 (Soo-Ying Lee)
4.  2009~2010  美国杜克大学 (Weitao Yang)

工作经历

 研究工作的主要内容是发展现代原子分子量子动力理论计算方法,包括发展化学反应动力学的各种理论和计算方法,以及发展模拟激光脉冲作用下的原子和分子量子动力学过程的理论。他在原子分子动力学理论计算领域和气象小分子反应散射动力学领域的研究上,取得了系列性的重要研究成果。他的研究工作将反应产物量子态分辨的化学反应动力学理论研究推到了前所未有的高度,并通过与实验研究人员的合作,在化学动力学研究领域获得了一系列突破。发表SCI收录的论文100余篇,其中包括Science文章8篇(5篇共同通讯), Nat. Chem.文章2篇(均为共同通讯),PNAS文章3篇,PRL文章1篇,JACS文章2篇等。

最近的研究工作,还包括对产物量子态水平上对化学反应过程的深层次的理解,求解薛定谔方程新方法的发展,新型烧结材料的研发和新型高能化学激光器的设计上。此新型固气结合的化学激光,最近几年即可实现,其最终有望消灭大规模杀伤武器。

获得的主要项目和支持,有

2012年的国家自然科学基金委“优秀”青年基金项目“量子原子分子动力学”(2013.1-2015.12), 

2018年的国家自然科学基金委“杰出”青年基金项目“分子反应动力学”(2018.1-2021.12) 

2015年的中组部“万人计划”青年拔尖人才支持,

2018年的中组部中青年创新领军人才支持, 

2017年共同主持的国家自然科学基金委重点项目“复杂多原子体系态-态量子动力学研究” (2018.1-2022.12), 

2012年共同主持的国家自然科学基金委重点项目“分子光解过程态-态动力学的理论和实验研究” (2012.1-2016.12)。

另外,学术上获得2013年“唐敖庆”青年理论化学家奖和2015年的“张存浩”化学动力学青年科学家奖等。

从化学角度来说,所从事的研究是在最微观层次上揭示化学反应的动力学过程。比如说,观察每个原子核在化学反应中的动力学图像或者影像、在最精细的量子态分辨(转动态分辨)的层次上研究化学反应,是利用量子力学原理,研究化学反应的动态图像和机理。

从物理角度来说,是在已知原子核之间相互作用力(也就是通常所谓的势能面)的基础上,求解已知势能的描述反应散射过程的薛定谔方程。某种意义上来说,是几个或者一些小球,在确定势能的影响下,重新组合的一个过程。也就是,涉及到化学键断裂和形成的原子核的动力学过程。研究这些化学动力学过程中的量子效应,比如说,零点能效应,隧穿效应和量子力学物质干涉的本质等等,从化学反应的角度揭示量子力学的本质。

从数学角度来说,就是发展求解描述化学反应的偏微分方程的数值方法的一个研究。发展相应的谱方法和谱限元方法,发展基于不同坐标描述化学反应散射过程的哈密顿算符,发展高效的高维积分方法,基于量子力学原理求解薛定谔方程,以便来有效的计算多原子分子的反应散射过程。我们知道,采用谱方法求解偏微分方程,随着自由度的增加,计算量是呈指数性增长的。数值方法的高效性,对于能否开展特定体系的反应动力学研究是至关重要的。

目前的研究内容的特点,可以说,通俗点,和以前该领域的任何前人都不太类似,或者,高雅点,独树一帜。以发展理论计算方法为主,研究具体化学反应体系为辅,同时和目前世界最高水平的交叉分子束实验紧密合作,互相促进,共同发展。在此基础上,研发新型高能化学激光器。

高效理论计算方法的发展,意味着这些完美结果的得到并不容易平凡,我们的研究可以从源头走在别人的前面。利用高效的理论计算模型,可以获得深层次的化学反应动力学过程的理解,有助于从原理上设计新型化学激光泵浦过程。

对口的基础课程应该是:量子力学 / 量子化学 / 原子分子物理,分子光谱,光学与原子分子物理,化学动力学,计算物理/数学物理,数值方法,谱方法(Spectral Method)

必备的基本技能应该是:C/Fortran语言编程,并行计算技巧,程序高效运行的编程技巧和方法,Python语言编程

可以参考知乎上的文章:https://zhuanlan.zhihu.com/p/28482195


工作简历
2017-01~现在, 中科院大连化学物理研究所, 分子反应动力学国家重点实验室副主任
2011-07~现在, 中科院大连化学物理研究所, 研究员,博导
2010-06~2011-06,中科院大连化学物理研究所, 副研究员
2009-04~2010-06,美国杜克大学, 博士后
2006-08~2009-03,新加坡南洋理工大学, 博士后
2005-03~2006-07,新加坡国立大学, 博士后

合作情况

1. 南京大学 谢代前教授
2. University of New Mexico, 郭华教授
3. University of Maryland, Millard Alexander 教授 
4. University of Nanyang Technology, Soo-Ying Lee教授 
5. Rice University, Junrong Zheng教授

指导学生

已指导学生

李学明  博士研究生  070304-物理化学  

现指导学生

陈伟  博士研究生  070203-原子与分子物理  

史海梅  博士研究生  070203-原子与分子物理  

王然生  博士研究生  070203-原子与分子物理  

赵英岐  硕士研究生  070203-原子与分子物理  

陈群  博士研究生  070203-原子与分子物理