裴玲，副教授，博士，硕士生导师，PI团队负责人。2010年在武汉大学物理科学与技术学院获博士学位，同年7月到湖北工业大学工作。主要从事铁电多铁光电功能性薄膜、太阳能薄膜电池等研究工作。主持国家自然科学基金项目1项及湖北省自然科学基金1项，参与多项国家自然基金项目。发表科研论文被SCI收录20余篇，获批实用新型专利3项，参编教材多部。2015年荣获湖北工业大学第十三届青年教师授课竞赛三等奖, 2019年获首届湖北省大学物理实验青年教师讲课比赛一等奖。指导本科生参加湖北省大学物理实验创新设计竞赛，多次获得一等奖、二等奖和三等奖。
裴玲副教授课题组的研究成果分为：
1.拓扑电子与声子材料
2.材料微观结构与热电性能方面的研究
3.纳米半导体光催化剂的制备以及析氢载流子动力学的研究
4.新型低维量子磁性材料
一、拓扑电子与声子材料
具有稳定声子谱的新型拓扑声子材料BAsO4
拓扑声子是拓扑材料领域近年来的后起之秀。与电子一样，固体材料中原子的振动模式（声子）也可以定义拓扑性质，拓扑声子材料的研究领域涵盖物理学、材料学、声学等多个领域，其应用前景也非常广阔。然而，在真实的三维晶体材料中发现拓扑声子还存在很大的偶然性，寻找过程异常艰难，至今新型的拓扑声子物态以及理想的拓扑声子材料依然十分匮乏。声子是晶体材料中原子集体振动激发的能量准粒子。跟电子等费米子相比，声子不具有自旋自由度，如果要构建它的拓扑分类理论，可以参考无自旋-轨道耦合的电子系统。通过第一性原理计算和kp理论模型，提出了一种新型的外尔声子材料BAsO4，其具有稳定的声子谱。进一步研究表明，它在第一布里渊区具有2对理想的第一类外尔点。
Jian Liu , Xikui Ma, Lei Sun, Zeying Zhang, Yun Ni, Sheng Meng* , and Mingwen Zhao*, Ideal type-I Weyl phonons in BAsO4 with fewest Weyl points, PHYSICAL REVIEW B 109, 045203 (2024)
一、 材料微观结构与热电性能方面的研究
通过施加应变调节能带结构，实现能带收敛提升热电性能
Zintl化合物具有本征“电子晶体—声子玻璃”的特性，是一类极具应用前景的近室温热电材料。其中，Mg3Sb2基Zintl化合物由于其具有成本低廉、无毒无污染、组成元素储量丰富、可加工性优异等优点，而且其能带结构灵活可调，被认为是取代Bi2Te3基材料实现商用热电转换的极具潜力候选者。通过采用施加双轴应变的方式可以调整Mg3Sb2的能带结构实现对价带轨道分裂能的调节，从而优化其热电性能。研究结果表明，在双轴应变作用下Mg3Sb2的热电性能得到明显优化，特别是对于性能较弱的p型情况。当施加−2.5%的双轴应变时，在700 K时Mg3Sb2的p型最优ZT沿面内和面外方向分别达到了2.6和1.5，分别是未施加应变时的3倍和1.4倍。同时，Mg3Sb2优异的n型热电性能也得到保持。由此可以得到双轴应变是一种有效的策略，可以实现Mg3Sb2的n型和p型热电性能的平衡。更证实了Mg3Sb2是一种很有应用前景的高性能热电材料，有利于加速其商业化应用的进程。
Suiting Ning, Shan Huang, Ziye Zhang, Ning Qi, Man Jiang, Zhiquan Chen* and Xinfeng Tang. Band convergence boosted high thermoelectric performance of Zintl compound Mg3Sb2 achieved by biaxial strains. Journal of Materiomics, 2022, 8, 1086-1094.
三、纳米半导体光催化剂的制备以及析氢载流子动力学的研究
异质结光生载流子的超快动力学研究
以I型CdS/MoS2异质结为例，通过测量稳态吸收光谱和荧光光谱，确定了fs-TA的激发波长和载流子复合路径（图a-c）。结合多种能带表征技术与fs-TA拟合结果（图d-f），发现通过引入助催化剂来钝化表面的浅陷阱态，可以显著加速界面载流子转移过程。在不同比例的异质结中，具有最佳HER效率的复合异质结展现出了最长的载流子分离寿命，这种是增强可见光驱动析氢性能的关键因素。此“长寿命载流子-高HER活性”规律，是指导能带工程优化关键设计准则。以及不同波长的激子峰对应动力学拟合, 为厘清I型异质结中的光生载流子转移路径与HER效率的构效关系提供关键动力学证据（Separation and Purification Technology, 2025, 355, 129664）。
（a）CdS、MoS₂、1CM、3CM、10CM及空白对照样品的UV-Vis DRS；（b）CdS在10%乳酸水溶液中的分峰拟合PL光谱；（c）CdS体系中潜在的光致发光路径示意图；（d，e）3CM的三维及二维瞬态吸收光谱；（f）CdS、1CM、3CM和10CM的GSB信号动力学拟合曲线
四、新型低维量子磁性材料
自旋1/2
的二聚链化合物BaCo2(SeO3)3 ∙ 3H2O的强磁场磁化和ESR研究
S=1/2的二聚体磁性材料因二聚体间相互作用和自旋阻挫的存在而展现出许多新奇的磁现象，比如：BEC、量子磁化平台、超固态、条纹相等。最近，利用水热法成功制备了BaCo2(SeO3)3 ∙ 3H2O单晶，结构分析表明该化合物拥有二聚体线性链结构。利用30 T的强磁场磁化和ESR测量，系统地研究了该化合物的磁性。结果表明，该化合物的有效自旋为1/2，反铁磁有序温度为TN = 7.6 K。当外磁场平行于ab面时，在2.6−3.0 T磁场范围内观察到一个自旋−翻转转变，说明化合物存在易轴各向异性；随后，磁化强度随着外加磁场的增加呈线性增加，且在22 T附近达到饱和。利用精确对角化和量子蒙特卡洛方法对磁化曲线进行模拟，获得了主要的交换作用参数，并解释了体系的磁学行为。研究结果表明，尽管BaCo2(SeO3)3 ∙ 3H2O在结构上包含由二聚体构成的一维链，但是二聚体链之间存在着不可忽略的交换相互作用，因此，磁学上是三维有序的反铁磁体。这项工作为研究耦合的自旋二聚体材料提供了新的认识。
BaCo2(SeO3)3 ∙ 3H2O的高场磁化和ESR谱及频率−磁场关系
Xiaochen Liu, Zhongwen Ouyang*, Tongtong Xiao, Jiaojiao Cao, Zhenxin Wang, Zhengcai Xia, Zhangzhen He*, and Wei Tong. Magnetism and ESR of the Seff = 1/2 antiferromagnet BaCo2(SeO3)3‧3H2O with dimer-chain structure. Physical Review B, 2022, 105, 134417
