科学家建立“拓扑电子材料目录”
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心的研究组发展出一套自动计算材料拓扑性质的新方法，在近4万种材料中发现了8千余种拓扑材料，十几倍于过去十几年间人们找到的拓扑材料的总和，并据此建立了拓扑电子材料的在线数据库。国际学术刊物《自然》在线发表了该成果【1】。 拓扑学是数学的重要分支，它的研究对象是在连续的形变下空间的不变性。比如，一个物体上面有多少洞（是指贯穿前后的洞，不是坑），这个洞的数目就是在连续形变下的一个不变量。因为具有相同的“洞数”（学名是“欧拉数”），一个有把儿的茶杯可以连续地变成一个游泳圈，而不可以连续地变成一个球。在上世纪80年代对量子霍尔效应态的研究中，人们认识到，就像几何形体一样，固体中电子的波函数也具有这样的“拓扑不变量”，称为“陈数”（因数学家陈省身得名）；对于量子霍尔效应态而言，陈数直接对应了量子化的霍尔电导。由于电子的波函数生活在无穷维的希尔伯特空间，人们无法像欧拉数那样直观地去理......阅读全文
科学家建立“拓扑电子材料目录”
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心的研究组发展出一套自动计算材料拓扑性质的新方法，在近4万种材料中发现了8千余种拓扑材料，十几倍于过去十几年间人们找到的拓扑材料的总和，并据此建立了拓扑电子材料的在线数据库。国际学术刊物《自然》在线发表了该成果【1】。 拓扑学是数学的重要分
新材料兼具超导性和拓扑电子结构
美国莱斯大学科学家领衔的团队在材料领域取得一项突破性进展。他们通过向二硫化钽（TaS2）中掺入微量铟元素，制备出具有特殊电子结构的“克莱默节点线”金属。这项发表于最新一期《自然·通讯》杂志的研究，为开发新一代高性能电子器件开辟了新途径。研究团队发现，铟元素的加入犹如一把神奇的钥匙，改变了原有材料的晶
拓扑半金属材料研究取得新进展
最近，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研究员田明亮课题组在拓扑半金属研究中取得新进展。研究人员通过SHMFF水冷磁体33T强磁场下的电输运量子振荡测量，给出了层状化合物Nb3SiTe6为拓扑半金属的实验证据，相关研究结果在线发表在美国物理学会期刊Physical Review B上。 “拓
二维锡烯拓扑材料研究取得进展
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心教授王兵和副教授赵爱迪研究团队与清华大学助理教授徐勇、教授段文晖以及美国斯坦福大学教授张首晟合作，成功制备出具有纯平蜂窝结构的单层锡烯，并结合第一性原理计算证实了其存在拓扑能带反转及拓扑边界态。相关研究成果11月5日在线发表在《自然-材料》（N
新型拓扑超材料以指数级放大声波
荷兰原子分子国立研究所科学家与来自德国、瑞士和奥地利的伙伴合作，创造了一种新型超材料，声波能以前所未有的方式在其中流动。它提供了一种新的机械振动放大形式，具有改进传感器技术和信息处理设备的潜力。这种超材料是“玻色子基塔耶夫链”（Bosonic Kitaev chain）的首个例子，其特殊性质源自其拓
新型拓扑超材料以指数级放大声波
荷兰原子分子国立研究所科学家与来自德国、瑞士和奥地利的伙伴合作，创造了一种新型超材料，声波能以前所未有的方式在其中流动。它提供了一种新的机械振动放大形式，具有改进传感器技术和信息处理设备的潜力。这种超材料是“玻色子基塔耶夫链”（Bosonic Kitaev chain）的首个例子，其特殊性质源自
二维锡烯拓扑材料研究取得进展
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心教授王兵和副教授赵爱迪研究团队与清华大学助理教授徐勇、教授段文晖以及美国斯坦福大学教授张首晟合作，成功制备出具有纯平蜂窝结构的单层锡烯，并结合第一性原理计算证实了其存在拓扑能带反转及拓扑边界态。相关研究成果11月5日在线发表在《自然-材料》（Nat
万物皆可拓扑？物理学家发现奇妙拓扑态的材料俯拾皆是
“脆弱拓扑”是一种新发现的量子现象，它可以让材料获得奇异且激动人心的性质。 材料中隐藏的数学越来越神奇了。物质的拓扑态（由于电子的“扭结”量子态所产生的奇异性质）从罕见的稀奇玩意变成了物理学最热门的领域之一。现在，理论物理学家意识到拓扑无处不在，并将其认定为固态物质形态中最重要的一环。扭开一个
拓扑材料高压超快动力学研究取得进展
近日，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所计算物理与量子材料研究部与广东大湾区空天信息研究院、中科院合肥研究院强磁场科学中心等合作，探究了高压下拓扑绝缘体Sb2Te3的电子和声子动力学，探索了压力对该材料电声耦合强度、相干声子以及热声子瓶颈等的影响。相关研究成果发表在Physical Revi
强磁场下拓扑超导材料电子态研究取得进展
强磁场中心张昌锦课题组利用稳态强磁场实验装置的五号水冷磁体，在30特斯拉磁场强度和0.36K极低温条件下进行了精密的数据测量，对近期发现的潜在的拓扑超导材料PdTe2的电子结构进行了研究，得到了完美的强磁场振荡信号。该工作从磁性和电性两个方面给出了该体系中占主导地位的单带电子结构，这一结果对后期
美国研制出奇特的拓扑超导体材料
3年前，美国普林斯顿大学的一个研究小组发现了三维拓扑绝缘体，这是一种金属表面的奇怪绝缘体，虽然它独特的属性具有很大应用潜力，但用于量子计算机却并非理想材料。两年来，科学家经过不断探索，完全扭转其性质，使之成为表面是金属、内部却具有超导性的拓扑超导体。这种新材料的发现有望发展出新一代电子
二维拓扑材料内发现新奇电子效应
德国尤利希研究中心领导的一个国际研究团队在最新一期《自然·通讯》杂志上撰文指出，他们首次证明了在二维材料中存在一种奇异的电子态——费米弧，这为新型量子材料及其在新一代自旋电子学和量子计算中的潜在应用奠定了基础。 研究人员解释说，他们检测到的费米弧是费米面的一种特殊形式。费米面在凝聚态物理中用于
拓扑材料高压超快动力学研究取得进展
近日，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所计算物理与量子材料研究部与广东大湾区空天信息研究院、中科院合肥研究院强磁场科学中心等合作，探究了高压下拓扑绝缘体Sb2Te3的电子和声子动力学，探索了压力对该材料电声耦合强度、相干声子以及热声子瓶颈等的影响。相关研究成果发表在Physical Re
首次在磁性拓扑绝缘体中观测到清晰的拓扑表面态
近十几年来，拓扑绝缘体已经成为凝聚态物理领域的一个重要研究方向。对于Z2拓扑绝缘体，其拓扑性质受到时间反演对称性的保护。如果将Z2拓扑绝缘体的时间反演对称性破坏，会形成一类新的拓扑态，即磁性拓扑绝缘体。磁性拓扑绝缘体可以表现出一系列新奇的物理性质，例如量子反常霍尔效应、手性马约拉纳费米子、轴子绝
光子拓扑自旋态研究新成果拓展光的拓扑学研究范畴
拓扑缺陷在物理学上通常指场分布无法连续形变、物理量无法定义的特殊点，也称为奇点，在涡旋或拓扑结构中普遍存在。拓扑缺陷在宇宙学、流体动力学、空气动力学、声学以及生物学等领域也十分常见，并在某些应用中起着重要作用。 近年来，探索拓扑结构的电磁类比在光学和光子学中引起了极大兴趣。在集成光子学领域，微
我国学者在铁电拓扑的可控拓扑相变领域取得重要进展
图 铁电拓扑的热致拓扑相变规律及铁电拓扑的相互切换 在国家自然科学基金项目（批准号：12125407、92166104、11934016、12325402、12174347、12474021、U21A2067）等资助下，浙江大学材料科学与工程学院张泽教授、田鹤教授团队与浙江大学材料科学与工程学院洪
准一维拓扑材料的电子结构研究中取得进展
维度的降低会显著影响材料的物理化学性质，同时也将引起一系列新奇的量子现象，例如二维材料石墨烯中发现的线性色散。维度对于拓扑材料则更为重要：拓扑材料具有受对称性保护的边缘态，从而使得由缺陷或杂质引起的电子背散射被禁止；进一步将拓扑材料的维度降低到一维则会显著增强电子的各向异性，使边缘态中自旋极化的
半导体所在新奇拓扑材料研究方面取得新进展
随着近年来蓬勃发展的拓扑材料研究，人们在固体材料中陆续寻找到新奇的准粒子，从而模拟原本仅存在于高能物理中的粒子。例如，石墨烯、拓扑绝缘体的边缘态（二维）/表面态（三维）中的低能电子可视作无质量的狄拉克费米子；外尔半金属的低能电子可用手性区分的外尔费米子刻画。此外，多重简并费米子、点-线费米子等的
物理所铁基超导材料拓扑性质研究取得进展
铁基超导体和拓扑绝缘体是近年来凝聚态物理研究的热点问题。铁基超导体是非常规超导体，不同于传统的电声耦合机制的BCS超导体，其超导配对机制的解释仍然是凝聚态物理理论的一个难点；同时，不同于单带的铜基非常规超导体，铁基超导体的多带特性使其具有更丰富的电子结构。拓扑绝缘体的发现突破了人们对绝缘相的认识
我国学者成功构建石墨烯泡沫材料网络拓扑模型
近期，中科院合肥物质科学研究院等机构的学者们合作，通过研究石墨烯泡沫的扫描电子显微镜镜像，成功构建了一种三维孔片网络拓扑模型，并引入参数和几何量实现了对其力学行为的有效评估。国际知名学术期刊《美国化学会·纳米》日前发表了该成果。 石墨烯泡沫是以准二维石墨烯作为基本组件，以无序堆砌为主要建构方式
拓扑相变研究中国也很强
一块碲化铋石头,普通人把它归类为“固体”,但它的准确分类应该是“拓扑绝缘体”。“拓扑”二字一加,物质的存在方式极大丰富。10月4日,三位美国人因为“拓扑相变”研究被授予2016年度诺贝尔物理学奖。而中国科学家近几年也在这一领域大放异彩。 “我读着他们的文章开始了研究,对他们的工作非常敬佩,他们
拓扑异构酶的用途
DNA的结构转换和解析 Ⅱ型拓扑异构酶 Ⅱ型拓扑异构酶巧妙地执行了打开DNA双螺旋的过程。它将DNA的一个双螺旋结构切开，并让另一个螺旋从缺口处穿过，在此之后一个双螺旋便被打开。这里显示的图片是由两个蛋白构建的：这个编号为1bgw的蛋白具有拓扑异构酶的下半部分结构，另外一个编号为1eil的蛋
拓扑异构酶的分类
可分为两类一类叫拓扑异构酶I，一类叫拓扑异构酶II。拓扑异构酶I催化DNA链的断裂和重新连接，每次只作用于一条链，即催化瞬时的单链的断裂和连接，它们不需要能量辅因子如ATP或NAD。E.coliDNA拓扑异构酶I又称ω蛋白，大白鼠肝DNA拓扑异构酶I又称切刻-封闭酶(nicking-closin
拓扑异构酶的简介
DNA拓扑异构酶是存在于细胞核内的一类酶，他们能够催化DNA链的断裂和结合，从而控制DNA的拓扑状态，拓扑异构酶参与了超螺旋结构模板的调节。哺乳动物中主要存在两种拓扑异构酶。DNA拓扑异构酶I通过形成短暂的单链裂解-结合循环，催化DNA复制的拓扑异构状态的变化；相反，拓扑异构酶II通过引起瞬间双
DNA拓扑学参数介绍
1.连环数（Linking number）：在双螺旋DNA中，一条链以右手螺旋绕另一条链缠绕的次数，以L 表示（或以α表示），其计数方法为处于松弛环形DNA时的螺旋周数，肯定为整数，右手螺旋为正、左手螺旋为负。2.缠绕数（Twisting number）：即DNA分子中的Watson-Crick螺旋
中国科大利用拓扑单极子实现光驱动液晶斯格明子拓扑转换
近日，中国科学技术大学物理学院彭晨晖教授、蒋景华研究员团队与香港科技大学张锐教授合作，在向列相液晶体系中实现了通过光控拓扑单极子介导的半斯格明子拓扑动态转换，并成功将单极子作为载体实现了胶体颗粒的可控输运。这一成果为拓扑物态的非平衡调控和微纳尺度物质输运提供了全新途径。相关研究成果于10月16日以“
合肥研究院获得稳定高质量拓扑超导单晶材料
中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心科研人员在拓扑超导单晶体研究中取得新进展。研究人员获得高质量的SrxBi2Se3单晶体，这种材料表现出高达91.5%的超导体积比，且该材料在空气中十分稳定。利用稳态强磁场实验装置对SrxBi2Se3单晶体进行了研究，研究人员发现该材料在10特斯拉到35特
北大拓扑绝缘体纳米材料光热电效应研究获突破
据北京大学新闻网消息，拓扑绝缘体的材料制备和量子输运特性是近年来国际研究前沿的一个热点。在众多拓扑绝缘体材料中，Bi2Se3是拓扑绝缘体家族中一种重要的三维强拓扑绝缘体。拓扑绝缘体纳米结构因其巨大的比表面积和增强的表面电导贡献非常有利于探索拓扑绝缘体奇异表面态的物理性质和开发拓扑绝缘体在自旋电子
拓扑半金属，Nodalline材料电子结构的新发现
中国科学院超导电子学卓越创新中心、上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室研究员沈大伟与副研究员刘中灏课题组，与中国人民大学教授王善才、雷和畅、刘凯团队以及德国莱布尼茨固体物理材料研究所（IFW—Dresden）教授Sergey Borisenko研究小组成员进行合作，利用高分辨角分
拓扑铁电材料的超快动力学研究获进展
近年来，强场太赫兹技术为揭示新奇物理现象、调控材料物性和开发超快功能器件开辟了新路径。精准捕捉这些瞬态过程，亟需兼具强场驱动与高信噪比探测性能的定制化实验平台。 近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心联合清华大学、南京大学，在拓扑铁电材料的超快动力学研究方面取得进展。 研究通