低维功能纳米材料如铁性、多铁性材料，光伏、光催化材料，在传感器、驱动器、信息存储、能源转化等领域有着非常广阔的应用前景，是目前国际上最重要的研究领域之一。其核心问题在于如何理解和控制低维功能纳米材料的结构、物性以及阐明结构-物性之间的关联，为发展功能导向的新材料提供有价值的参考。
本人长期利用第一原理计算、高通量计算、分子动力学模拟、蒙特卡洛模拟等计算手段，开展新型低维材料的预测、设计、界面特性以及物性调控等方面的系统性研究工作。面向铁性、多铁性材料的世界科技前沿，发现了多种本征低维铁性、多铁性材料：如预言了本征一维铁电材料的存在，提出可在范德华材料中获取具有完美边界一维铁电体的新途径，可以避免传统一维铁电纳米结构存在的缺陷；提出了多种外源低维铁性、多铁性材料的设计方法：如提出异磁结构设计，利用H插层实现铁电相变控制的磁构型和半金属性，打破了单相铁电磁性材料中磁构型无法调控的限制；提出了高重简并2D铁电态的新概念并设计了孔修饰多孔材料的通用实现方法，打破了铁电材料二重简并的固有认知等。面向清洁能源领域的关键需求，提出了利用空位和杂质原子改善光催化剂输运性能的方法，揭示了无铅双钙钛矿光伏材料中空位迁移的降解机理，为光伏、光催化材料的设计提供了理论依据。
迄今为止，已在Materials Horizons、Advanced Functional Materials、Angewandte Chemie International Edition、npj Computational Materials等国际知名期刊发表论文39篇，其中一作或通讯作者文章16篇，其中3篇文章入选ESI高被引论文，SCI 总引用次数达2170余次，H因子为23。在先进材料与可持续技术等国际会议中做口头报告，担任Chemical Engineering Journal、Nanoscale等SCI杂志审稿人，入围2022年度 Elsevier “Rising Stars in Computational Materials Science”奖项并获得国家留学基金委优秀自费留学生奖项等荣誉。
每年招收一名学硕，研究方向基于学生个人兴趣和课题组大方向个性化定制，会手把手亲自指导软件学习、指导课题和撰写修改论文，计算研究坐班时间灵活，课题组内氛围良好，老师与学生关系融洽，欢迎对计算材料研究感兴趣的同学联系！办公室：化学新楼329，微信号：tribstone
主持科研项目：
1.山东省优秀青年科学基金项目（海外）2024-2026 在研
2.国家自然科学基金青年科学基金项目 2025-2027 在研
部分近五年发表论文：Lei Zhang - Google 学术搜索
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