材料和结构的物理化学特性计算是认识材料和结构性能的重要途径。随着对材料性能的要求不断的提高，研究对象的空间尺度在不断变小，纳米结构、原子像已成为材料研究的内容，对功能材料的研究扩展到电子、声子层次，依靠实验技术已难以满足研究需求，采用模拟计算的方法有望认识和预测材料的理化性能。
要开展材料和结构的物理化学性能计算涉及材料、物理、化学、数学、电气、电子、热学、力学、计算机、软件等多学科知识，需要非常强的知识综合应用能力和敏锐视角。西安交通大学青年拔尖人才、电气工程学院肖冰教授，他师从美国科学院院士、密度泛函交换-关联能构造解析学派创始人John Perdew教授，长期专注计算凝聚态物理、密度泛函理论和计算化学等方面研究工作，取得了丰硕的成果。
肖冰教授针对低对称晶体结构载流子迁移率各向异性表征、二维材料电子-声子散射机制及其运输性质高效可靠计算、离子电池电极材料微观尺度多相界面多元素反应及扩散动力学表征等世界性难题，以第一性原理计算方法为基础，以高效、可靠高通量预测电荷运输物理模型和算法开发为核心，建立了各向异性自洽能带形变势载流子迁移运输模型、修正Debye-Callaway高温声子散射模型、过渡态搜索耦合第一性原理分子动力学方法，自主开发了SPBmodel、VinyardTST、VASP_MD_toolkit、VASP_MSD_atoms、FastKappa等开源程序或软件，提供给各国科学家使用，为晶体材料的电子或声子三维各向异性散射机制和运输性质理论预测、全结构锂离子电池界面结构设计与性能计算做出了重要贡献。
近年来肖冰教授主要在针对低维晶体材料电-热运输及储能性质理论模型开展研究，对以MXenes为代表的过渡金属碳化物二维材料电子和晶格声子传导性质开展了基于高精度量子力学理论计算，发现了这类二维材料不同于石墨烯的电子-光频声子主导的耦合散射机制，解释了MXenes二维材料普遍出现高电导率和低晶格热导率产生的关键物理机制，发现了热电品质因子在2.0以上的基于Cr2TiC2Tx一类高性能MXenes二维材料热电体系。
他还针对微纳尺度芯片结构在超微尺度下和强电场下材料的结构演变和击穿破坏过程，开发了具有完全自主知识产权的微纳尺度有限元电动力学多物理场耦合原子分子尺度离散粒子分子动力学模拟计算算法和软件，提出了引入了空间电荷量子多体效应的计算方法，实现了对纳米尺度毛刺结构附近空间电场以及场发射电流的基于空间电荷经典粒子模型的量子效应修正。
肖冰教授在Al掺杂HfO2纳米膜铁电相变机制研究方面，在国际上首次采用有限元密度泛函理论算法，在纳米尺度采用第一性原理方法发现了通过设计Al掺杂元素分布，达到对高对称性顺电相原子尺度长程应力场调控实现顺电相到铁电相转变关键微观机制，为相关试验研究获得高性能铁电薄膜提供确定了全新物理指导性原理。
相关研究在PNAS、Angewandte Chemie、Acta Materialia、Physical Review Letters、Physical Review B、Scripta Materialia、Journal of Physical Chemistry Letters等国际期刊发表SCI论文100余篇，多篇入选ESI高被引/热点论文。
11月16日，肖冰教授入选科睿唯安(Clarivate Analytics) 2021年交叉学科“全球高被引科学家”名单，标志着西安交大在跨学科的材料物理化学性能计算方面得到国际认可。根据科睿唯安遴选规则，入榜科学家需要在过去十年间发表多篇高被引论文，且被引频次在Web of Science中位于同学科的前1%，彰显了他们在同行中的重要学术影响力，是衡量一个国家、地区或学校科研实力和学术影响力的重要指标。
西安交通大学电气工程学院近年来依托于电气学科的传统优势基础，提出了“电气+”的发展战略，大力开拓新型交叉学科研究领域，积极倡导电气与物理、化学、生物和材料等学科的有机融合和交叉，建立了新型储能与能量转换纳米材料研究中心，汇聚了一批跨学科领域的青年拔尖人才开展前沿科学探索。2021年，西安交通大学电气学院首次有学者入选“全球高被引学者”名单，标志着近年来学院高度重视的学科交叉融合已经初见成效，进一步巩固了我校电气双一流学科领先地位。
