隨著石墨烯獲得2010年諾貝爾物理獎，石墨烯由于結構新穎，物理內涵豐富，應用前景巨大，成為近幾年物理學的重要科學熱點及前沿之一。然而，石墨烯的大面積制備和磁性能調控以及與Si基半導體工業的兼容性問題當前仍面臨著巨大挑戰。因此，開展類石墨烯納米結構材料的實驗制備和性能調控成為科研工作者又一追逐的目標。張昌文教授與山東大學物理學院合作，利用分子動力學、密度泛函理論以及蒙特卡羅模擬技術，在類石墨烯納米結構silicene【J. Phys. Chem. C, 116, 47011(2012)，Nano. Res. Lett. 7, 422(2012)】, ZnO【Chem. Phys. Lett. 548, 60(2012)】, AlN【J. Comput. Chem. 32, 3122 (2011)，J. Phys. Soc. Japan, 81, 044705(2012)】等方面研究取得重要成果，解釋了材料形貌與襯底、納米尺寸及生長溫度等的關系，給出了納米片/帶/結本征缺陷和離子摻雜，以及外電場等對電荷轉移量、原子間鍵合和形成能的影響，以及小型分子和分子基團對納米結構進行物理和化學修飾的關系，實現了納米材料的性能優化和功能化。此研究結果對促進納米電子器件和自旋電子器件應用以及相關實驗工作的開展具有重要價值。

本研究工作獲得了國家自然科學基金（11274143和61076088），山東省優秀中青年科學家獎勵基金（BS2009CL012），以及山東省高等學校科技計劃（J10LA16）項目的資助。