指导学科
| 学科专业(主)
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0702|物理学
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招生类别
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博、硕士
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所在学院
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物理学院
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| 研究方向
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硕士: 物理学（专业代码：0702）
方向1）X射线光谱学与超快动力学
博士: 物理学（专业代码：0702）
方向1） 小分子超快动力学与超快X射线光谱（理论）
方向2） 二维材料及表面化学反应的X射线光谱表征（理论）
方向3） 晶体材料的荧光、磷光、X射线光谱与光物理机制研究（理论）
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常年招收对物理、化学、材料、生物领域理论计算研究感兴趣的硕士研究生、博士研究生进组学习。
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研究领域: X射线光谱学与超快动力学
研究性质: 理论模拟（利用软件解量子力学薛定谔方程）
研究领域介绍: 1901年，伦琴因发现X射线获得了首届诺贝尔物理学奖。一百多年以来，X射线已经成为探测物质结构和超快动力学的有效工具，广泛应用于各种气相分子与离子、凝聚相材料。实验测量主要依赖于同步辐射光源、X射线自由电子激光，均为大科学装置。其中，同步辐射光源中国仅四台（北京、上海、合肥、台湾新竹），而X射线自由电子激光（因造价更昂贵）仅一台（上海）。上海的软X射线自由电子激光装置2023年初刚开始对用户开放。我们的研究是大科学装置相应的理论研究。主要通过解薛定谔方程来解释前沿的实验和预言新实验。我们结合物理（原子分子与光学物理、固体物理、非线性光学）、化学（量子化学、分子动力学、光化学），自主开发程序软件，并结合使用商业/开源软件，开展研究。研究组与中国、欧洲（瑞典、德、意）、美国的理论与实验组有广泛的交流与合作。
领域入门文章: [1] W. Hua, B. Gao, Y. Luo, 化学进展 2012, 24, 964, First-principles simulation of soft X-ray spectroscopy, https://manu56.magtech.com.cn/progchem/EN/Y2012/V24/I06/964, 期刊网站高下载文章（所有时间排名第5）
[2] W. Hua, Structure and spectroscopy of bio- and nano-materials from first-principles simulations, ISBN:978-91-7415-928-8, Stockholm: Universitetetsservice AB, Sweden, 2011, https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:407490/FULLTEXT01.pdf
研究团队: 目前团队还有副教授1名，博士生4人，硕士生3人。每位同学有独立、独特的研究方向，组内有友好、相对宽松的学习与研究氛围，有校外合作交流、共同指导、游学、参会机会可供选择。2022年，组内4名学生（3名博士、1名硕士）获得了一等奖学金。
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工作经历
(1) 2016.12至今，南京理工大学，理学院，应用物理系，“青年拔尖人才选聘计划”教授
(2) 2015.5-2016.12 瑞典皇家工学院（Royal Institute of Technology, Sweden），博士后，合作导师：罗毅教授
(3) 2013.4-2015.4 美国加利福尼亚大学尔湾分校（University of California, Irvine, USA），博士后，合作导师：Shaul Mukamel 院士
(4) 2011.5-2013.3 瑞典皇家工学院（Royal Institute of Technology, Sweden），博士后，合作导师：罗毅教授
教育经历
(1) 2007.12-2011.4 瑞典皇家工学院（Royal Institute of Technology, Sweden），生物技术学院，理论化学与生物系，生物技术博士（理论化学专业方向）。
博士论文: Structure and spectroscopy of bio- and nano-materials from first-principles simulations。导师：罗毅教授
(2) 2004.9-2010.12 南京大学，化学化工学院，理论与计算化学研究所，化学博士（理论化学专业方向）。
博士论文: 计算大分子基态电子结构和性质的近似方法：算法发展与应用。 导师：黎书华教授
(3) 2000.9-2004.6 南京大学，化学化工学院，化学系, 理学学士，化学本科。
本科论文: 稀溶液中高分子构象的蒙特卡洛模拟 导师：黎书华/马晶教授
2000.9-2002.6 南京大学，基础学科教育学院（现匡亚明学院）基地班，本科大理科强化教育
(4) 1997.9-2000.6 江苏省如东高级中学
获奖、荣誉称号
2017 江苏省“双创”计划双创博士
2016 入选南京理工大学"青年拔尖人才选聘计划"
社会、学会及学术兼职
中国物理学会会员、中国化学学会会员、江苏省物理学会会员。
Chem. Sci., Chem. Comm., J. Phys. Chem. Lett.，J. Phys. Chem.，PCCP，New J. Chem.，Chem. Phys.，Chem. Phys. Lett.，Phys Lett A等杂志审稿人。
科研项目
主持国家级科研项目：
（5）芯电子激发态的量子波包动力学研究
国家自然科学基金(面上项目, 物理/原子分子物理 12274229 ), 2023-2026, [项目负责人]
（4）分子超快非线性X射线光谱的理论研究: 计算方法发展与应用
国家自然科学基金(面上项目, 物理/原子分子物理 A040302/11774174), 2018-2021, [项目负责人]
（3） 3d过渡金属体系L边X射线吸收光谱的多参考态量子化学研究
国家自然科学基金(青年项目, 化学/量子化学 B030201/21703105), 2018-2020, [项目负责人]
（2）Dynamics of x-ray-matter interaction with free-electron laser applications
瑞典科学基金会，2016-2019，[共同负责人]（总人数2，本人排名第2）
（1）First-Principles Simulation of L-edge XAS of Fe(II) Spin Crossover Complexes
瑞典Lars Hierta纪念基金会，2012， [项目负责人]
主持省级科研项目：
（2）X射线光谱计算方法发展及其在新材料、新能源领域的应用
江苏省双创计划“双创博士”，2018-2020，已结题
（1）金属酶结构L边X射线光谱的多参考态理论研究
江苏省自然科学基金青年项目（BK20170833），2017.7-2020.6,[项目负责人]，已结题
主持校级项目：
（2）《诺贝尔物理、化学奖选讲：光、量子与结构》（Selected topics of Nobel Prizes in Physics and Chemistry: light, quanta, and structure）
南京理工大学课程建设经费“新生研讨课”，2019
（1）传统及超快非线性X射线光谱的模拟
南京理工大学科研启动经费,2017-2018, [项目负责人]
发表论文
代表性论文
[1] Transient X-ray absorption spectral fingerprints of the S1 dark state in uracil
W. Hua*, S. Mukamel, Y. Luo*, J. Phys. Chem. Lett. 2019, 10, 7172-7178
[Highlighted in supplementary journal cover]
[Highlighted by ACS Live Slides] (Vedeo in MP4 format)
（一区，IF=6.888）
[2] Thermally Activated Delayed Fluorescence in an Organic Cocrystal: Narrowing the Singlet‐Triplet Energy Gap via Charge Transfer
L. Su#, W. Hua#, Y. Liu, G. Tian, M. Chen, M. Chen, F. Yang, S. Wang, X. Zhang, Y. Luo, W. Hu*
Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 11311-11316; Angew. Chem. 2019, 131, 11433 –11438
（一区，IF=16.823）
[3] Manipulating Spatial Alignment of Donor and Acceptor in Host-Guest MOF for TADF
X. Liu#, W. Hua#, H. X. Nie, M. Chen, Z. Chang*, X. H. Bu*, Natl. Sci. Rev. 2022, 9, nwab222
（一区，IF=23.178）
[4] Study of double core hole excitations in molecules by X-ray double-quantum-coherence signals: a multi-configuration simulation,
W. Hua, K. Bennett, Y. Zhang, Y. Luo, S. Mukamel, Chem. Sci. 2016, 7, 5922-5933
（一区，IF=9.969）
[5] Local structures of nitrogen doped graphdiynes determined by computational X-ray spectroscopy
Y Ma, J Lin, XN Song, CK Wang, W Hua*, Y Luo*, Carbon 2019, 149, 672-678
（一区，IF=11.307）
[6] Accurate K-edge X-ray photoelectron and absorption spectra of g-C3N4 nanosheet by first-principles simulations and reinterpretations,
J. Zhang#, Y. Ma#, S. Wang, J. Ding, B. Gao, E. Kan, W. Hua*, PCCP 2019, 21, 22819
[Selected as "2019 Hot PCCP Article" ]
（二区，IF=3.945）
[7] Theoretical assessment of vibrationally resolved C1s X-ray photoelectron spectra of simple cyclic molecules
W. Hua*, G. Tian*, Y. Luo, PCCP 2020, 22, 20014-20026.
（二区，IF=3.945）
[8] Monitoring conical intersections in the ring opening of furan by Attosecond Stimulated X-ray Raman Spectroscopy,
W. Hua#, S. Oesterling#, J. D. Biggs, Y. Zhang, H. Ando, R. de Vivie-Riedle, B. P. Fingerhut, and S. Mukamel,
Struct. Dyn. 2016, 3, 023601.
[Most Read Articles in Structural Dynamics in 2016]
（二区，IF=5.235）
[9] X-ray Absorption Spectra of graphenes from first-principles simulations,
W Hua, B Gao, S Li, H Ågren, Y Luo*, Phys. Rev. B 2010, 82, 155443.
（二区，IF=3.908）
[10] Geometry optimizations and vibrational spectra of large molecules from a generalized energy-based fragmentation approach,
W. Hua, T. Fang, W. Li, J. G. Yu, S. Li*, J. Phys. Chem. A 2008, 112, 10864.
（三区，IF=2.944，引用131次）
#共同一作 *通讯作者
For more information, see
https://sites.google.com/site/huaweijie
科研创新
软件程序贡献：
研究过程中，主要编写和参与编写了5个光谱计相关程序包。这些程序大多基于Matlab，读取常用电子结构软件 (Molpro, Gamess-US, Gaussian, NWChem等) 的波函数和积分信息作为输入。
1. 多参考态水平下的超快非线性X射线光谱模拟 （主要作者）
W. Hua, Y. Luo, S. Mukamel, Multi-Configurational methods for ultrafast NOlinear X-ray spectra (MCNOX), version 1.0, 2019
2. 生物和纳米材料X射线光谱的密度泛函模拟（主要作者之一）
3. 晶体材料X射线光谱的QM/MM模拟（组织者）
G. Ge., Hua, Specryst, ver.1.0; Nanjing University of Science and Technology: Nanjing, 2022.
4. Dynavib 电声耦合高精度光谱（参与，拓展到X射线谱）
5. LSQC 低标度量子化学（参与，主要负责分子片段方法的红外、拉曼光谱计算功能）（No. 2006SR09617，http://itcc.nju.edu.cn/lsqc/）
教学活动
1、《现代电子结构理论》（Modern Electronic Structure Theory），博士生（理学院、化学化工学院、材料学院；课程编号：B113B011），3学分，2020春开始。
2、《诺贝尔物理、化学奖选讲：光、量子与结构》（Selected topics of Nobel Prizes in Physics and Chemistry: light, quanta, and structure），本科生新生研讨课（课程编号：YT000095）, 1学分，2020春开始。
指导学生情况
2023年，1名学生入选南京理工大学优秀博士生培养项目。
2022年，组内4名学生（3名博士、1名硕士）获得了一等奖学金。
1、博士生 （物理学）
Sheng-Yu Wang (PhD 2019, joint student 2018) Metallo-enzymes, XAS
Jun-Rong Zhang ( PhD 2020, joint student 2018-2019) XPS
Guoyan Ge (PhD2020, Master 2019) QM/MM, transient spectroscopy
Minrui Wei (PhD2020, Master 2019) Vibronic coupling
2、硕士生 （物理学）
Yang Xiao (Master 2018) 2D materials
Lu Zhang (Master 2021) Wavepacket dynamics
Jinyu Li (Master 2022) Potential energy surface
3、指导本科毕业论文
2018.5（物理系2人）Xinzhe Du, Zuoyu Huang
2019.5（物理系1人，计算机系1人），Kaijun Shen, Haodong Yang
2020.5（物理系1人（校内导师））Wei Lin
2021.5（物理系1人，数学系1人）Longhui Deng, Zhuowen Zhang
2022.5（化学系1人（校内导师））Guangda Luo
4、指导学生发表文章（2019-）
1) Accurate K-edge X-ray photoelectron and absorption spectra of g-C3N4 nanosheet by first-principles simulations and reinterpretations,
J. Zhang#, Y. Ma#, S. Wang, J. Ding, B. Gao, E. Kan, W. Hua*,
Physical Chemistry Chemical Physics 2019, 21, 22819
[Selected as 2019 Hot PCCP Article]
2) A theoretical library of N1s core binding energies of polynitrogen molecules and ions in the gas phase
X Du#, SY Wang#, M Wei, JR Zhang, G Ge, W Hua*
Physical Chemistry Chemical Physics 2022, 24, 8196
3) On the choice of shape and size for truncated cluster-based X-ray spectral simulations of 2D materials
Jun-Rong Zhang, Sheng-Yu Wang, Guoyan Ge, Minrui Wei, Weijie Hua*, Yong Ma*
J. Chem. Phys. 2022, 157, 094794
4) Vibrationally-Resolved X-ray Photoelectron Spectra of Six Polycyclic Aromatic Hydrocarbons from First-Principles Simulations,
Xiao Cheng, Minrui Wei, Guangjun Tian, Yi Luo, Weijie Hua*
J. Phys. Chem. A 2022, 126, 5582
[Vincenzo Barone Festschrift Virtual Special Issue]
5) Vibronic fine structure in the nitrogen 1s photoelectron spectra of molecules from Franck-Condon simulations: Azines,
Minrui Wei, Xiao Cheng, Lu Zhang, Jun-Rong Zhang, Sheng-Yu Wang, Guoyan Ge, Guangjun Tian, Weijie Hua*
Phys. Rev. A 2022, 106, 022811
6) A QM/MM Study on the X-ray Spectra of Organic Proton Transfer Crystals of Isonicotinamides
Guoyan Ge, Jun-Rong Zhang, Sheng-Yu Wang, Minrui Wei, Weijie Hua*
J. Phys. Chem. C 2022, 126, 15849