一、导师简介
Hai-Feng Li担任澳门大学应用物理及材料工程研究所副教授。2007年，其于德国于利希研究中心与亚琛工业大学取得博士学位，次年获亚琛工业大学优秀博士论文奖。学术履历横跨三大洲：博士后阶段先后工作于马克斯·普朗克固态研究所（2007-2008）、美国艾姆斯国家实验室（2008-2010）；2011至2014年返回德国，于亚琛工业大学与于利希研究中心任晶体学研究员；2015年，获欧盟地平线2020玛丽·居里学者基金，赴马德里卡洛斯三世大学任职；2016年入职澳门大学，2022年晋升副教授。
课题组具备接入全球中子源与同步辐射装置的权限，研究核心为利用多晶与单晶材料合成技术，探索具备宏观应用价值的新型功能材料，并依托散射技术解析其物理机制。具体方向涵盖单晶生长、材料物理、多铁性、固态电池、超导、纳米材料及中子/X射线散射七领域。学术产出方面，Web of Science收录论文253篇，总引用3418次，H-index为30，领域权重引用影响力（FWCI）达2.85。
二、近期文章和项目解析
（一）水系电池储能技术
2025年，Li团队在Nano Energy发表综述，梳理插层型负极材料设计策略。同刊另一篇论文中，提出新型插层机制以提升水系电池能量密度。该方向面临的核心矛盾在于：水系电解液理论分解电压仅1.23V，限制能量密度提升；而有机电解液虽电压窗口宽，却牺牲安全性与成本优势。
Advanced Functional Materials报道的宽温域水系锌离子电池，核心技术为高保液电解质设计。通过调控氢键网络，束缚自由水分子活性，使电池在-20℃至60℃区间稳定运行。该设计回应了实际应用中温度波动导致性能衰减的痛点。Small刊载的碱性锌铁液流电池研究，引入高可逆氧化还原介体，实现阳极液完全利用，容量衰减问题得以缓解。
当前领域趋势呈现三重转向。第一，电解液体系从单离子向多离子混合演进，锌-锂离子共存体系可将电压平台提升至2V以上。第二，电极材料从无机氧化物拓展至有机分子，四硫富瓦烯衍生物虽导电性不足，但其结构可设计性与资源可持续性构成独特优势。第三，表征手段从宏观电性能测试下沉至原子尺度机理探究，中子散射技术可精准捕捉离子插层过程中的晶格畸变。
（二）多铁性材料探索
Journal of Alloys and Compounds刊发的ErFe1-xMnxO3单晶研究，结合静态与脉冲强磁场技术，揭示Mn掺杂诱导的自旋重取向与磁畴演变规律。实验表明，稀土-过渡金属氧化物中交换相互作用对磁各向异性具有决定性影响。此类材料在磁传感器与信息存储器件领域具备应用潜力。
AAPPS Bulletin中，稀土掺杂正铬酸盐研究引入机器学习算法。传统试错法效率低下，团队构建包含晶格参数、离子半径等特征的数据集，训练模型预测饱和磁化强度与居里温度。分析显示，镧系元素4f电子层与铬离子3d轨道的杂化强度构成关键描述符。这项工作标志着材料研究从实验驱动向数据驱动转型。
（三）机器学习交叉应用
Nano Energy另一篇论文中，机器学习被用于摩擦纳米发电机电极材料优化。不同于传统密度泛函理论计算，随机森林算法处理多因素耦合问题，从数百种元素组合筛选出铌掺杂二氧化钛，使输出电压提升37%。该方法适用于高维参数空间探索，缩短研发周期。
三、未来研究预测
（一）中子散射深化应用
团队长期依托大科学装置，未来可能建立原位电化学-散射联用平台。现有水系电池研究多依赖循环伏安与充放电测试，对离子扩散路径、溶剂化结构演化认知有限。原位中子衍射可实时监测电极相变与晶格参数变化，准弹性中子散射能定量测定离子扩散系数。技术难点在于电极设计、电解液氘代与电池模具开发，一旦突破，可从原子尺度指导电解液配方优化。
（二）多铁性功能拓展
当前研究侧重磁学性质调控，未来或向能量转换器件延伸。例如，利用磁电耦合效应构建自充电系统：机械应力诱导电极化，磁场变化下产生电荷分离，实现传感-供能一体化。核心挑战在于单相多铁材料居里温度与尼尔温度失配，可能通过异质结构设计或应力工程协调两相转变温度。
（三）固态电解质界面工程
Li教授兼具单晶生长与电池研究背景，固态电池方向或从电解质烧结转向界面接触优化。现有氧化物固态电解质晶界阻抗高，硫化物电解质化学稳定性差。潜在路径包括：液相辅助烧结降低陶瓷电解质致密化温度；设计与正极材料晶格匹配的缓冲层，抑制空间电荷层形成；利用中子成像技术可视化界面锂浓度分布，指导界面涂层设计。
（四）数据驱动发现范式
机器学习在多铁性与纳米发电机的应用表明，团队正构建材料数据库。未来可能扩展至贝叶斯优化主动学习框架：算法迭代推荐实验方案，人类专家验证关键假设，形成人机协同闭环。此模式对单晶生长尤为重要，因晶体质量受温场、流速、组分过冷等多参数影响，传统经验难以全局优化。
申请者需具备凝聚态物理或材料科学背景，熟悉固态化学与电化学原理。博士期间将接受单晶生长、散射技术、机器学习三方面训练。澳门大学应用物理及材料工程研究所配备透射电镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱等原位表征平台，并与日本J-PARC、英国ISIS、中国散裂中子源建立合作，可派遣学生开展实验。建议联系导师时，针对上述研究方向提出技术问题，并附上研究经历简述。
