1978年至1984年在北京大学化学系学习,1981年和1984年分别获北京大学理学学士和理学硕士学位。1985年至1988年在中国科学院物理研究所学习,1988年获理学博士学位。1988年11月到1991年11月在美国阿肯色大学和科罗拉多大学作博士后研究。1991年回国到2019年6月,在中国科学院物理研究所超导国家重点实验室工作,历任助研、副研和研究员。2019年8月到2024年初在北京大学深圳研究生院新材料学院工作2024年3月加入本课题组。


主要研究方向:

(1)新型超导材料的设计、合成、结构分析和超导电性;

(2)粉末衍射晶体结构分析方法研究和相关计算机软件开发;

(3)新型无机固体功能材料的设计、制备、结构与性能。


过去的主要工作及获得的成果:

1987年初合成出Y-Ba-Cu-O接近单相的超导体; 发现La-Ba-Cu-O超导相存在固溶区并测定其范围; 生长出铊系2212超导相的单晶; 发现Tl-Bi-Sr-Ca-Cu-O体系的新超导体; 改进了混合微波合成方法,并成功制备出多种超导体;提出超导体的结构化学分类方法和二元结构化学模型。发展了粉末衍射零点校正、K-Alpha 2 精确扣除、最佳拟合法晶胞参数精修、重叠峰强度分离和等效点系组合等算法。编制的粉末衍射数据处理和结构分析软件PowderX在国内外已有3000多用户。 共发表SCI论文200多篇,被引用4000多次。

近年来,在新超导体探索方面,我们合成出具有反钙钛矿结构、且Tc比ZnNNi3高的新超导体CuNNi3。研究了Ca插层的MoS2体系,并得到了迄今化学掺杂MoS2体系中最高的Tc(8.6K)。在粉末衍射晶体结构分析方法方面,我们开发了利用粉末衍射数据和正空间法求解无机晶体结构的软件EPCryst;可能实现部分自动化Rietveld精修的软件AutoFP;能够快速排除正空间法存在原子重叠的不合理结构模型的结构分析软件Decryst。用粉末衍射分析方法测定出多个有机、无机化合物的晶体结构,其中包括四叔丁基苝微纳颗粒、稀有的硫钨锡铜矿、高压合成的多种新型无机功能材料和新型锂电池材料。

指导北京大学深研院新材料学院的“结构解析系统”软件开发,提供物相定性和定量分析、指标化、无机数据库结构分类、根据衍射图识别结构类型、粉末图全谱拟合等方面的算法;实现了不用内标、只用单张衍射图就能进行多相定量分析的方法,并完成了根据空间群、晶胞中原子个数和Wychoff序列对16万多种无机化合物的结构分类。通过衍射图用机器学习算法识别包含化合物数量最多的100个结构类型取得了不错的结果,识别率均在90%以上。参加了《锂、钠电池材料的相图与结构演化》专著的编写和相关讨论,主要负责编写了其中 “相图基础”“相图测定方法”两章。


目前的研究课题及展望:

围绕本课题组用高温高压合成方法探索新型磁电功能材料的研究方向,本人主要感兴趣的研究课题是:

(1)探索根据已有化合物的组成、晶体结构与拓扑结构等信息来预测和设计新型材料的方法;

(2)利用(粉末、单晶、X射线、电子和中子)多种衍射数据对材料的晶体结构和磁结构进行分析测定的方法;

(3)综合运用多种方法(晶体结构预测、第一原理计算、大数据统计分析、机器学习和其他人工智能算法等)进行新型功能材料的设计合成。

科研成果

1. PowderX: Windows-95-based program for powder X-ray diffraction data processing

C. Dong

Journal of Applied Crystallography 32, 838 (1999)

2. A new Cu Kα2-elimination algorithm

C. Dong, H. Chen, and F. Wu

Journal of Applied Crystallography 32, 168 (1999)

3. Correction of zero shift in powder diffraction patterns using the reflection-pair method

C. Dong, F. Wu, and H. Chen

Journal of Applied Crystallography 32, 850 (1999)

4. GEST: a program for structure determination from powder diffraction data using a genetic algorithm

Z. J. Feng and C. Dong

Journal of Applied Crystallography 40, 583 (2007)

5. EPCryst: a computer program for solving crystal structures from powder diffraction data

X. Deng and C. Dong

Journal of Applied Crystallography 44, 230 (2011)

6. Polyhedral organic microcrystals: from cubes to rhombic dodecahedra

X. Zhang, C. Dong, J. A. Zapien, S. Ismathullakhan, Z. Kang, J. Jie, X. Zhang, J. C. Chang, C.-S. Lee, and S.-T. Lee

Angewandte Chemie-International Edition 48, 9121 (2009)

7. CuNNi3: a new nitride superconductor with antiperovskite structure

B. He, C. Dong, L. Yang, X. Chen, L. Ge, L. Mu, and Y. Shi

Superconductor Science and Technology 26, 125015 (2013)

8. Hybrid microwave synthesis and characterization of the compounds in the Li–Ti–O system

L. H. Yang, C. Dong, and J. Guo

Journal of Power Sources 175, 575 (2008)

9. A green route for microwave synthesis of sodium tungsten bronzes NaxWO3 (0<x<1)

J. Guo, C. Dong, L. H. Yang, and G. C. Fu

Journal of Solid State Chemistry 178, 58 (2005)

10. Preparation and properties of antiperovskite-type nitrides: InNNi3 and InNCo3

W. H. Cao, B. He, C. Z. Liao, L. H. Yang, L. M. Zeng, and C. Dong

Journal of Solid State Chemistry 182, 3353 (2009)

11. Synthesis and crystal structure of new rare-earth copper oxyselenides: RCuSeO (R= La, Sm, Gd and Y)

W. J. Zhu, Y. Z. Huang, C. Dong, and Z. X. Zhao

Materials Research Bulletin 29, 143 (1994)

12. Rapid preparation of MgB2 superconductor using hybrid microwave synthesis

C. Dong, J. Guo, G. C. Fu, L. H. Yang, and H. Chen

Superconductor Science and Technology 17, L55 (2004)

13. Superconductivity and crystal structure in the La-Ba-Cu-O system

C. Dong, J. K. Liang, G. C. Che, S. S. Xie, Z. X. Zhao, Q. S. Yang, Y. M. Ni, and G. R. Liu

Physical Review B 37, 5182 (1988)

14. Structural origin of the high-voltage instability of lithium cobalt oxide

J. Li, C. Lin, M. Weng, Y. Qiu, P. Chen, K. Yang, W. Huang, Y. Hong, J. Li, M. Zhang, C. Dong, W. Zhao, Z. Xu, X. Wang, K. Xu, J. Sun, and F. Pan

Nature Nanotechnology 16, 599 (2021)

15. Double the Capacity of Manganese Spinel for Lithium‐Ion Storage by Suppression of Cooperative Jahn–Teller Distortion

C. Zuo, Z. Hu, R. Qi, J. Liu, Z. Li, J. Lu, C. Dong, K. Yang, W. Huang, C. Chen, Z. Song, S. Song, Y. Yu, J. Zheng, and F. Pan

Advanced Energy Materials 10, 2000363 (2020)

16. A combinatory ferroelectric compound bridging simple ABO3 and A-site-ordered quadruple perovskite

J. F. Zhao, J. C. Gao, W. M. Li, Y. T. Qian, X. D. Shen, X. Wang, X. Shen, Z. W. Hu, C. Dong, Q. Z. Huang, L. P. Cao, Z. Li, J. Zhang, C. W. Ren, L. Duan, Q. Q. Liu, R. C. Yu, Y. Ren, S. C. Weng, H. J. Lin, C. T. Chen, L. H. Tjeng, Y. W. Long, Z. Deng, J. L. Zhu, X. C. Wang, H. M. Weng*, R. Z. Yu*, M. Greenblatt, and C. Q. Jin*

Nature Communications 12, 747 (2021)