我校光学与电子信息学院2020级光电专业本科生尉一悦作为第一作者，光学与电子信息学院雎胜研究员、丁云副教授为通讯作者的科研论文《Metallic-Substrate-Induced Renormalization of Quasiparticle Band Gaps and Excitonic Effects in Biphenylene Nanoribbons》在期刊The Journal of Physical Chemistry C上发表（2024年10月17日）。
该研究针对近年来备受关注的双苯联纳米带，揭示了金属基底对其准粒子能带与激子效应的显著重整化作用。双苯联纳米带是一类新型的碳同素异形体，兼具石墨烯的高导电性和苯环结构的化学稳定性，在分子电子器件、量子材料设计等领域具有重要应用前景。然而，实验测得的带隙值与理论计算结果长期存在偏差，其关键原因之一即为金属基底（Au(111)）所引入的复杂介电屏蔽效应。针对这一问题，研究团队基于密度泛函理论结合多体微扰理论，系统考虑了金属基底的附加介电屏蔽，定量刻画了其对准粒子能带与电子-空穴相互作用的调制机制。结果显示，金属基底的屏蔽效应不仅通过调节电子-空穴直接相互作用使激子结合能显著降低约1.2 eV，还通过调节电子-空穴交换作用进一步引起约0.3 eV的补偿效应，最终导致激子结合能整体下降约0.9 eV，并使得部分激子态从束缚态转变为共振态。
该工作首次从理论层面清晰阐明了金属基底诱导的能带与激子重整化机制，弥合了实验测量与理论预测之间的差距，为理解和调控低维碳材料在异质界面下的光电特性提供了新的物理图景。本研究不仅体现了我校师生在低维材料激发态物理与多体效应研究领域的创新能力，也反映出学院在科研反哺教学、科研育人方面的成果。尉一悦同学在本科阶段即参与前沿科研工作，从材料物理建模到计算分析均展现出扎实的学术素养。研究过程中，雎胜研究员与丁云副教授注重科研过程中的思维训练与科研方法传授，为学生搭建了高水平科研实践与国际前沿接轨的平台。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.4c02715
