“自然界中约24%的材料可能具有拓扑结构”入选2019中国十大科技进展新闻
时间:2020-02-20 05:47    来源:本站

  “自然界中约24%的材料可能具有拓扑结构”1月11日,2019年度“中国十大科技进展新闻”揭晓。南京大学物理学院万贤纲教授团队以及中科院物理所方辰、翁红明团队研究的这项研究成果入选。

  拓扑,描述的是几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的性质。当 “拓扑”这一数学概念被引入物理学领域后,一方面推动了基础物理学研究的发展,另一方面也促使大量新颖拓扑材料出现。

  近年来,拓扑量子态是物理学和材料科学领域的前沿热点。2016年诺贝尔物理学奖授予了发现物质拓扑相以及在拓扑相变方面作出的重要理论贡献的三位科学家。

  随着新的拓扑相出现,人们发现,拓扑材料具有常规材料没有的奇特物性,在电子、信息和半导体技术等方面有很大潜力。目前,科学家主要通过计算拓扑不变量寻找各种拓扑相,这种方法效率较低,所以已知的拓扑材料数目十分有限。

  2019年2月28日,《自然》期刊同时发表中科院物理所、南京大学物理学院,以及美国普林斯顿大学的团队的三项独立研究。《自然》编辑部以《新颖材料的宝库使物理学家兴奋不已》为题进行了报道,指出这些成果“使得新奇的拓扑现象离应用更近了一步,或可引发电子学和催化学等方向的革命。”

  万贤纲教授介绍:“具体来说,就是发展了一套非常高效的预测有实用价值的拓扑材料的方案。”

  中国科学院院士、南京大学教授邢定钰表示,“这样高效的方案,很适合对晶体库进行地毯式搜索,从而得到拓扑材料基因库。”他认为,拓扑材料基因库将在未来给实验物理学家带来极大便利,将来的研究可以专注于基因库中的材料,而不必像以前那样“大海捞针”。

  2019年度的中国十大科技进展新闻由中国科学院院士和中国工程院院士投票评选产生。

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