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2019-03-04 08:58:01     来源:新华网

记者2日从南京大学了解到,该校万贤纲教授团队与美国哈佛大学的研究人员合作发明了一种高效预测拓扑材料的方法,首次系统建立起近万种拓扑材料的“基因库”。相关成果近日在国际权威学术期刊《自然》发表。


万贤纲教授团队与哈佛研究院发明出高效预测拓扑材料的方法


据论文第一作者、南京大学物理学院博士研究生唐峰介绍,拓扑材料通常具有常规材料没有的奇特性质,以拓扑绝缘体为例,其表面导电,内部却绝缘,在电子、信息和半导体等领域具有广阔的应用空间。


但对于这类奇特的拓扑材料,科学家主要通过数学计算来寻找,这种方法效率较低,已知的拓扑材料数量也十分有限。“因此我们需要发展一套新的理论方法,用来高效寻找理想的、有实用价值的拓扑材料。”唐峰说。


万贤纲教授团队运用对称指标理论实现了这个目的,研究人员梳理了所有非磁材料,根据其是否拓扑进行分类,发现近50%的材料具有拓扑状态,进而将范围缩小到10897种拓扑材料,并挑选出近千个可能有实际应用价值的潜在目标。万贤纲教授表示,团队已将相关数据放在南京大学网站上共享,供全球研究者参考。


拓扑简介:


拓扑是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的一个学科。它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的形状和大小。


万贤纲教授团队与哈佛研究院发明出高效预测拓扑材料的方法


拓扑英文名是Topology,直译是地志学,最早指研究地形、地貌相类似的有关学科。几何拓扑学是十九世纪形成的一门数学分支,它属于几何学的范畴。有关拓扑学的一些内容早在十八世纪就出现了。那时候发现的一些孤立的问题,在后来的拓扑学的形成中占着重要的地位。


拓扑是集合上的一种结构。设T为非空集X的子集族。若T满足以下条件:


1.X与空集都属于T;


2.T中任意两个成员的交属于T;


3.T中任意多个成员的并属于T;


则T称为X上的一个拓扑。具有拓扑T的集合X称为拓扑空间,记为(X,T)。

万贤纲教授团队与哈佛研究院发明出高效预测拓扑材料的方法

设T1与T2为集合X上的两个拓扑。若有关系T1T2,则称T1粗于T2,或T2细于T1。当X上的两个拓扑相互之间没有包含关系时,则称它们是不可比较的。在集合X上,离散拓扑是最细的拓扑,平凡拓扑是最粗的拓扑。

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