李峰多年专注于低维纳米材料中独特电子行为的研究,在电子学、自旋电子学、拓扑物理学等研究领域取得了一系列有影响力的科研进展,受到了国内外同行的广泛关注和认可,代表性工作如下:
(1)理论上设计提出了一种具有反常五配位碳键合特征的材料结构,预言了能量全局最稳态下的二维准平面褶皱结构,并揭示了其褶皱结构引起的反常负泊松比效应。该工作刊载在顶级科学杂志Nature子刊上,受到了本领域专家的广泛认可,该工作被引率已超过100次(Nat. Commun. 2016, 7, 11488);
(2)首次提出了一类新的过渡金属砷化物二维拓扑材料,指出其平庸态—非平庸态转变来源于其拓扑性质的表面重构和钳夹效应,进一步完善了拓扑系统的物理描述。随后,预言新型拓扑材料得到了实验工作的验证,该工作发表在化学类顶级刊物J Phys Chem Lett上。(J Phys Chem Lett 2019, 10, 761);
(3)系统地研究了用自然键轨道理论解释了多氮体系中多电子共轭效应及其重要性意义:计算提出了一种具有氮六元环键合特征的晶格结构材料,证实该材料符合Huckel规则,因而具有芳香性,并揭示了非传统的氮六元环稳定机制,从而进一步发展了多氮体系的理论(J. Mater. Chem. C 2017, 5, 11515)。随后,B元素促进N长链合成被实验所证实;
(4)首次提出了一种单硫化锗体系,该已成为研究多铁体系的铁电和铁弹性质的一种重要材料(J. Mater. Chem. C 2016, 4, 2155)。这些工作已得到国际同行很高的评价,被引率已超过100次,并入选了“JMCC年度热门论文”。
(5)实验方面,提出了一种利用可控激光改善MoS2场效应晶体管电极接触的方案。实验工作证明,处理后的FET比未进行等离子体处理的对照FET提高了三倍的迁移率。该方案可以扩展到整个基于TMD的FET家族,为2D器件的应用提供一条可能的器件工艺技术路线(J Mater Sci Technol 2021, 69, 15)。同时,李峰还研究了钯和铂金属在石墨烯表面不同的生长机理,电荷转移机理增强了钯金属与石墨烯衬底之间的相互作用,是钯在石墨烯表面生长的主要原因,澄清了实验上的一些争论(J. Mater. Chem. A 2014, 2, 19084) 。
此外,李峰系统地研究了掺杂、缺陷、官能团化、外加应力、电场等手段对低维纳米材料中奇特电子行为的调控机制。(J. Phys. Chem. C 2020, 124, 20256;J. Mater. Chem. C 2015, 3, 3416等)。
截止2020年,仅以石墨烯为代表的二维纳米材料产业规模便突破了百亿元,其它新型材料的应用如雨后春笋般涌现。得益于量子局限效应,二维材料展示出与三维材料截然不同的电子性质,可用于制作灵敏度更高、响应速度更快、转换效率更高的自旋传感器和光电子器件,因此受到了科学界和工业界的广泛关注。李峰对低维纳米材料中独特电子行为理论和技术发展的进一步深化和发展,其研究成果将在量子信息、生产生活及国防工业等领域具有广阔的应用前景。