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我國科學家研發出一套準確預言具有拓撲性質材料的新方法

文章來源:九江科技網    發布時間:2019-03-12 07:09:00

  尋找新型拓撲量子材料,是國際上凝聚態物理研究中的重大挑戰之一。晶體結構和電子結構的復雜性,使得在直接實驗中測量材料的拓撲性質十分困難。因此,用計算的手段首先在理論上預言材料的拓撲性質,為縮短發現新拓撲量子材料的時間,增加發現新拓撲材料的準確性提供了重要的方法。

  在國家重點研發計劃“量子調控與量子信息”重點專項的支持下,中國科學院物理研究所方辰、翁紅明、方忠課題組,與南京大學物理學院萬賢綱課題組,各自獨立研發出一套自動計算材料拓撲性質的方法。利用該方法,找到了數千種新的拓撲材料,十幾倍于前人在十年間找到的拓撲材料數目總和。新方法的特點是將復雜的能帶拓撲性質的計算,化簡為能帶的高對稱點的不可約表示的計算。后者則可以通過一個全自動化的流程,在“第一性原理”的材料計算中得以實現。任何材料經過上述流程,都會被貼上一個“拓撲標簽”,上面寫明了它是否具有、以及具有哪些拓撲性質。大批拓撲量子材料在理論上的發現,改變了拓撲量子材料這一研究方向的研究范式,并給未來的實驗研究提供了很多線索和機會。物理所課題組和南大課題組獨立撰寫了相應論文,兩篇論文同時發表在《自然》雜志上。

  (摘自中華人民共和國科學技術部 國內外科技動態)

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