成果介绍：
随着纳米材料在各前沿领域的应用愈发深入，传统材料性能已难以满足某些复杂需求，精准调控纳米材料的性质成为突破瓶颈的关键。目前纳米材料中缺陷研究还存在以下问题：（1）缺陷类型与材料性质的机理不明确；（2）纳米器件的界面效应对宏观性质的影响不明确；（3）原子级缺陷的精确表征与操控对实验技术的要求极高，实验验证周期长且成本高。利用缺陷调控纳米材料输运性质的原子级仿真技术以原子尺度为研究核心，不仅实现了单一纳米材料的原子级建模，也实现了异质结构器件模型的构建及性质计算。通过融合密度泛函理论、非平衡格林函数等理论构建精准的计算模型，直观展现不同缺陷对材料内部微观结构的改变，实现缺陷对性质的调控，揭示微观结构与宏观性能的构效关系，有助于压缩材料的研发周期、降低实验成本。
潜在应用：
目前该技术已应用于超导量子计算机中核心部件---约瑟夫森结的电输运性质研究。该技术可在不同材料及异质结器件中实现原子级模型的构建及性质计算，其材料的尺寸可达到纳米级。同时该技术融合了多种理论方法，亦可进行多尺度耦合仿真，实现全性能的预测。微观结构的缺陷影响宏观性质，该技术针对不同缺陷类型及分布，可在纳米尺度下实现输运的定向调控，从而有助于新材料的研发。
技术优势：
1. 可实现从原子级结构到宏观性能的仿真框架，快速实现纳米材料的性质预测；
2. 可精准设计缺陷，并实现性能的定向调控；
3. 材料选择无指向性，可制定材料也可通过高通量筛选符合预期的材料；
4. 可与实验验证协同工作，加速材料研发进度。
知识产权：
1.发明专利，利用N空位缺陷调控NbN/AlN/NbN约瑟夫森结电输运性质的方法，CN116193974B。
2.发明专利，利用界面原子比例稳定含缺陷约瑟夫森结电学性质的方法，CN118866157A。
3.发明专利， 利用界面层元素计量比调控氧化铝约瑟夫森结电输运性质的方法，CN117940002A。
合作模式：
产学研项目合作、共建科研平台、知识产权许可等方式
