作為一個多學科交叉的前沿領域,激發態動力學主要聚焦于激發態分子及材料在時間與空間上的演化規律,以及其與外界相互作用的機制,在物理與化學研究中占據重要地位。激發態動力研究通過深入理解分子及材料在激發態下的行為,可為新材料設計、光物理與光化學過程的解析及高效器件的開發提供理論和實驗依據,在材料、藥物、新能源材料、光伏器件、谷電子學、自旋電子學等領域具有廣泛的應用前景。
近年來,隨著實驗技術的進步和理論模擬手段的發展,激發態動力學研究取得了許多重要進展。為深入探討激發態研究領域的最新實驗與理論進展、面臨的挑戰以及未來發展方向,力求全面把握學科前沿動態,并促進中青年學者之間的交流與合作,由北京師范大學理論及計算光化學教育部重點實驗室主辦的“第七屆激發態動力學前沿會議”于2024年12月26日--29日在京師范大學化學學院成功舉辦,業界近200位專家、學者共同出席了本次會議。

會議現場

開幕式上,北京師范大學化學學院院長毛蘭群致開幕詞。

中科院院士、北京師范大學化學學院教授方維海為大會致辭。

北京師范大學教授崔剛龍主持開幕式。
本屆會議主題報告內容涵蓋激發動力學相關學科的基礎實驗與理論研究議題,重點關注但不限于超快電荷、自旋、能量和準粒子動力學過程,復雜體系中核心單元的激發態性質等前沿科學問題。通過廣泛而深入的學術交流,致力于推動激發態動力學研究的持續創新與發展。會議共邀請中國科學院半導體研究所首席科學家、教授汪林望;中國科學院化學研究所研究員史強、中國科學院大連化學物理研究所吳凱豐、北京大學特聘研究員劉劍等共計34位專家做大會報告。
會議報告內容涉及激發態動力學理論研究和實驗研究,為期兩天的大會報告有針對性的確立分設理論和實驗報告主題環節,為物理、化學、材料等領域專家學者提供了主題鮮明的溝通場景。來自北京師范大學教授邵久書、北京師范大學教授龍閏、北京郵電大學教授夏安東、北京師范大學教授朱重欽、北京師范大學教授蘇紅梅、華東師范大學副研究員朱通、中國科學院物理研究所研究員孟勝、中國科學技術大學教授趙瑾主持本次大會報告。


大會報告——激發態動力學理論場
激發態動力學理論主要研究分子或原子在激發態下的行為規律和相互作用機制。這包括激發態的產生、衰變、能量轉移和分子間的相互作用等方面的理論描述和預測。激發態動力學理論需要借助量子力學、量子化學等理論工具,對分子或原子的電子結構、勢能面等進行精確計算和分析。同時,激發態動力學理論還需要考慮激發態上的非絕熱過程,即電子態之間的勢能面交叉引起的動力學過程,這需要使用基于非玻恩-奧本海默近似的動力學理論來理解。
在理論上處理激發態動力學面臨很多挑戰,如激發態電子結構計算本身就是量化領域的重要問題,高精度的量化方法往往計算量大;而且對于電子基態-激發態存在勢能面交叉的情況,所有單組態的電子結構方法都無法正確處理。因此,激發態動力學理論的研究需要不斷創新和發展新的理論方法和計算技術,以更準確地描述和預測分子或原子在激發態下的行為。針對激發態動力學面臨的諸多挑戰,17位專家圍繞理論相關主題分享了自己的最新研究成果及對未來技術發展展望。




大會報告——激發態動力學實驗場
激發態動力學實驗則是通過實驗手段來觀測和驗證激發態動力學理論預測的結果。實驗方法包括各種光譜技術,特別是時間分辨的光譜技術,如時間分辨熒光光譜、時間分辨光電子能譜等。這些技術可以直接或間接地給出分子或原子在激發態上的反應過程和時間尺度等信息,以及環境的影響。
在實驗上,研究激發態上的動力學過程也面臨一些挑戰。如當光譜學手段無法直接探測反應過程的中間態或特定反應通道時,就需要發展新的實驗技術來克服這些困難。此外,實驗數據的準確性和可靠性也是激發態動力學實驗研究需要關注的重要問題。圍繞以上問題和挑戰,本次會議邀請了多位激發態動力學實驗研究專家、學者做相關議題報告。





青年論壇
此外,為促進青年學者之間互相交流學習、提供面對面探討研究成果的機會,會議特設“青年論壇”,來自中國科學技術大學、中國科學院化學所、西北大學、柏林洪堡大學等13位青年學者在“青年論壇”上做精彩報告。



激發態動力學的研究對于推動科學技術的發展和解決現實問題具有重要意義。通過深入研究這一領域,可以更好地理解材料的本質特性,為新型功能材料的設計和應用提供有力的理論支持。龍閏教授主持閉幕式,期待明年再與大家相聚,共同探討激發態動力學相關研究進展,推動激發態動力學研究的發展。