科學家建立“拓撲電子材料目錄”
近日，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心的研究組發展出一套自動計算材料拓撲性質的新方法，在近4萬種材料中發現了8千余種拓撲材料，十幾倍于過去十幾年間人們找到的拓撲材料的總和，并據此建立了拓撲電子材料的在線數據庫。國際學術刊物《自然》在線發表了該成果【1】。 拓撲學是數學的重要分支，它的研究對象是在連續的形變下空間的不變性。比如，一個物體上面有多少洞（是指貫穿前后的洞，不是坑），這個洞的數目就是在連續形變下的一個不變量。因為具有相同的“洞數”（學名是“歐拉數”），一個有把兒的茶杯可以連續地變成一個游泳圈，而不可以連續地變成一個球。在上世紀80年代對量子霍爾效應態的研究中，人們認識到，就像幾何形體一樣，固體中電子的波函數也具有這樣的“拓撲不變量”，稱為“陳數”（因數學家陳省身得名）；對于量子霍爾效應態而言，陳數直接對應了量子化的霍爾電導。由于電子的波函數生活在無窮維的希爾伯特空間，人們無法像歐拉數那樣直觀地去理......閱讀全文
科學家建立“拓撲電子材料目錄”
近日，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心的研究組發展出一套自動計算材料拓撲性質的新方法，在近4萬種材料中發現了8千余種拓撲材料，十幾倍于過去十幾年間人們找到的拓撲材料的總和，并據此建立了拓撲電子材料的在線數據庫。國際學術刊物《自然》在線發表了該成果【1】。 拓撲學是數學的重要分
新材料兼具超導性和拓撲電子結構
美國萊斯大學科學家領銜的團隊在材料領域取得一項突破性進展。他們通過向二硫化鉭（TaS2）中摻入微量銦元素，制備出具有特殊電子結構的“克萊默節點線”金屬。這項發表于最新一期《自然·通訊》雜志的研究，為開發新一代高性能電子器件開辟了新途徑。研究團隊發現，銦元素的加入猶如一把神奇的鑰匙，改變了原有材料的晶
二維錫烯拓撲材料研究取得進展
近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心教授王兵和副教授趙愛迪研究團隊與清華大學助理教授徐勇、教授段文暉以及美國斯坦福大學教授張首晟合作，成功制備出具有純平蜂窩結構的單層錫烯，并結合第一性原理計算證實了其存在拓撲能帶反轉及拓撲邊界態。相關研究成果11月5日在線發表在《自然-材料》（N
二維錫烯拓撲材料研究取得進展
近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心教授王兵和副教授趙愛迪研究團隊與清華大學助理教授徐勇、教授段文暉以及美國斯坦福大學教授張首晟合作，成功制備出具有純平蜂窩結構的單層錫烯，并結合第一性原理計算證實了其存在拓撲能帶反轉及拓撲邊界態。相關研究成果11月5日在線發表在《自然-材料》（Nat
拓撲半金屬材料研究取得新進展
最近，中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心研究員田明亮課題組在拓撲半金屬研究中取得新進展。研究人員通過SHMFF水冷磁體33T強磁場下的電輸運量子振蕩測量，給出了層狀化合物Nb3SiTe6為拓撲半金屬的實驗證據，相關研究結果在線發表在美國物理學會期刊Physical Review B上。?“拓
新型拓撲超材料以指數級放大聲波
荷蘭原子分子國立研究所科學家與來自德國、瑞士和奧地利的伙伴合作，創造了一種新型超材料，聲波能以前所未有的方式在其中流動。它提供了一種新的機械振動放大形式，具有改進傳感器技術和信息處理設備的潛力。這種超材料是“玻色子基塔耶夫鏈”（Bosonic Kitaev chain）的首個例子，其特殊性質源自其拓
新型拓撲超材料以指數級放大聲波
荷蘭原子分子國立研究所科學家與來自德國、瑞士和奧地利的伙伴合作，創造了一種新型超材料，聲波能以前所未有的方式在其中流動。它提供了一種新的機械振動放大形式，具有改進傳感器技術和信息處理設備的潛力。這種超材料是“玻色子基塔耶夫鏈”（Bosonic Kitaev chain）的首個例子，其特殊性質源自
萬物皆可拓撲？物理學家發現奇妙拓撲態的材料俯拾皆是
“脆弱拓撲”是一種新發現的量子現象，它可以讓材料獲得奇異且激動人心的性質。 材料中隱藏的數學越來越神奇了。物質的拓撲態（由于電子的“扭結”量子態所產生的奇異性質）從罕見的稀奇玩意變成了物理學最熱門的領域之一。現在，理論物理學家意識到拓撲無處不在，并將其認定為固態物質形態中最重要的一環。扭開一個
美國研制出奇特的拓撲超導體材料
3年前，美國普林斯頓大學的一個研究小組發現了三維拓撲絕緣體，這是一種金屬表面的奇怪絕緣體，雖然它獨特的屬性具有很大應用潛力，但用于量子計算機卻并非理想材料。兩年來，科學家經過不斷探索，完全扭轉其性質，使之成為表面是金屬、內部卻具有超導性的拓撲超導體。這種新材料的發現有望發展出新一代電子
拓撲材料高壓超快動力學研究取得進展
近日，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所計算物理與量子材料研究部與廣東大灣區空天信息研究院、中科院合肥研究院強磁場科學中心等合作，探究了高壓下拓撲絕緣體Sb2Te3的電子和聲子動力學，探索了壓力對該材料電聲耦合強度、相干聲子以及熱聲子瓶頸等的影響。相關研究成果發表在Physical Re
強磁場下拓撲超導材料電子態研究取得進展
強磁場中心張昌錦課題組利用穩態強磁場實驗裝置的五號水冷磁體，在30特斯拉磁場強度和0.36K極低溫條件下進行了精密的數據測量，對近期發現的潛在的拓撲超導材料PdTe2的電子結構進行了研究，得到了完美的強磁場振蕩信號。該工作從磁性和電性兩個方面給出了該體系中占主導地位的單帶電子結構，這一結果對后期
二維拓撲材料內發現新奇電子效應
德國尤利希研究中心領導的一個國際研究團隊在最新一期《自然·通訊》雜志上撰文指出，他們首次證明了在二維材料中存在一種奇異的電子態——費米弧，這為新型量子材料及其在新一代自旋電子學和量子計算中的潛在應用奠定了基礎。 研究人員解釋說，他們檢測到的費米弧是費米面的一種特殊形式。費米面在凝聚態物理中用于
拓撲材料高壓超快動力學研究取得進展
近日，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所計算物理與量子材料研究部與廣東大灣區空天信息研究院、中科院合肥研究院強磁場科學中心等合作，探究了高壓下拓撲絕緣體Sb2Te3的電子和聲子動力學，探索了壓力對該材料電聲耦合強度、相干聲子以及熱聲子瓶頸等的影響。相關研究成果發表在Physical Revi
光子拓撲自旋態研究新成果拓展光的拓撲學研究范疇
拓撲缺陷在物理學上通常指場分布無法連續形變、物理量無法定義的特殊點，也稱為奇點，在渦旋或拓撲結構中普遍存在。拓撲缺陷在宇宙學、流體動力學、空氣動力學、聲學以及生物學等領域也十分常見，并在某些應用中起著重要作用。 近年來，探索拓撲結構的電磁類比在光學和光子學中引起了極大興趣。在集成光子學領域，微
我國學者在鐵電拓撲的可控拓撲相變領域取得重要進展
圖 鐵電拓撲的熱致拓撲相變規律及鐵電拓撲的相互切換 在國家自然科學基金項目（批準號：12125407、92166104、11934016、12325402、12174347、12474021、U21A2067）等資助下，浙江大學材料科學與工程學院張澤教授、田鶴教授團隊與浙江大學材料科學與工程學院洪
首次在磁性拓撲絕緣體中觀測到清晰的拓撲表面態
近十幾年來，拓撲絕緣體已經成為凝聚態物理領域的一個重要研究方向。對于Z2拓撲絕緣體，其拓撲性質受到時間反演對稱性的保護。如果將Z2拓撲絕緣體的時間反演對稱性破壞，會形成一類新的拓撲態，即磁性拓撲絕緣體。磁性拓撲絕緣體可以表現出一系列新奇的物理性質，例如量子反常霍爾效應、手性馬約拉納費米子、軸子絕
準一維拓撲材料的電子結構研究中取得進展
維度的降低會顯著影響材料的物理化學性質，同時也將引起一系列新奇的量子現象，例如二維材料石墨烯中發現的線性色散。維度對于拓撲材料則更為重要：拓撲材料具有受對稱性保護的邊緣態，從而使得由缺陷或雜質引起的電子背散射被禁止；進一步將拓撲材料的維度降低到一維則會顯著增強電子的各向異性，使邊緣態中自旋極化的
半導體所在新奇拓撲材料研究方面取得新進展
隨著近年來蓬勃發展的拓撲材料研究，人們在固體材料中陸續尋找到新奇的準粒子，從而模擬原本僅存在于高能物理中的粒子。例如，石墨烯、拓撲絕緣體的邊緣態（二維）/表面態（三維）中的低能電子可視作無質量的狄拉克費米子；外爾半金屬的低能電子可用手性區分的外爾費米子刻畫。此外，多重簡并費米子、點-線費米子等的
物理所鐵基超導材料拓撲性質研究取得進展
鐵基超導體和拓撲絕緣體是近年來凝聚態物理研究的熱點問題。鐵基超導體是非常規超導體，不同于傳統的電聲耦合機制的BCS超導體，其超導配對機制的解釋仍然是凝聚態物理理論的一個難點；同時，不同于單帶的銅基非常規超導體，鐵基超導體的多帶特性使其具有更豐富的電子結構。拓撲絕緣體的發現突破了人們對絕緣相的認識
我國學者成功構建石墨烯泡沫材料網絡拓撲模型
近期，中科院合肥物質科學研究院等機構的學者們合作，通過研究石墨烯泡沫的掃描電子顯微鏡鏡像，成功構建了一種三維孔片網絡拓撲模型，并引入參數和幾何量實現了對其力學行為的有效評估。國際知名學術期刊《美國化學會·納米》日前發表了該成果。 石墨烯泡沫是以準二維石墨烯作為基本組件，以無序堆砌為主要建構方式
拓撲異構酶的用途
DNA的結構轉換和解析 Ⅱ型拓撲異構酶 Ⅱ型拓撲異構酶巧妙地執行了打開DNA雙螺旋的過程。它將DNA的一個雙螺旋結構切開，并讓另一個螺旋從缺口處穿過，在此之后一個雙螺旋便被打開。這里顯示的圖片是由兩個蛋白構建的：這個編號為1bgw的蛋白具有拓撲異構酶的下半部分結構，另外一個編號為1eil的蛋
拓撲相變研究中國也很強
一塊碲化鉍石頭,普通人把它歸類為“固體”,但它的準確分類應該是“拓撲絕緣體”。“拓撲”二字一加,物質的存在方式極大豐富。10月4日,三位美國人因為“拓撲相變”研究被授予2016年度諾貝爾物理學獎。而中國科學家近幾年也在這一領域大放異彩。 “我讀著他們的文章開始了研究,對他們的工作非常敬佩,他們
拓撲異構酶的簡介
DNA拓撲異構酶是存在于細胞核內的一類酶，他們能夠催化DNA鏈的斷裂和結合，從而控制DNA的拓撲狀態，拓撲異構酶參與了超螺旋結構模板的調節。哺乳動物中主要存在兩種拓撲異構酶。DNA拓撲異構酶I通過形成短暫的單鏈裂解-結合循環，催化DNA復制的拓撲異構狀態的變化；相反，拓撲異構酶II通過引起瞬間雙
拓撲異構酶的分類
可分為兩類一類叫拓撲異構酶I，一類叫拓撲異構酶II。拓撲異構酶I催化DNA鏈的斷裂和重新連接，每次只作用于一條鏈，即催化瞬時的單鏈的斷裂和連接，它們不需要能量輔因子如ATP或NAD。E.coliDNA拓撲異構酶I又稱ω蛋白，大白鼠肝DNA拓撲異構酶I又稱切刻-封閉酶(nicking-closin
DNA拓撲學參數介紹
1.連環數（Linking number）：在雙螺旋DNA中，一條鏈以右手螺旋繞另一條鏈纏繞的次數，以L 表示（或以α表示），其計數方法為處于松弛環形DNA時的螺旋周數，肯定為整數，右手螺旋為正、左手螺旋為負。2.纏繞數（Twisting number）：即DNA分子中的Watson-Crick螺旋
中國科大利用拓撲單極子實現光驅動液晶斯格明子拓撲轉換
近日，中國科學技術大學物理學院彭晨暉教授、蔣景華研究員團隊與香港科技大學張銳教授合作，在向列相液晶體系中實現了通過光控拓撲單極子介導的半斯格明子拓撲動態轉換，并成功將單極子作為載體實現了膠體顆粒的可控輸運。這一成果為拓撲物態的非平衡調控和微納尺度物質輸運提供了全新途徑。相關研究成果于10月16日以“
合肥研究院獲得穩定高質量拓撲超導單晶材料
中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心科研人員在拓撲超導單晶體研究中取得新進展。研究人員獲得高質量的SrxBi2Se3單晶體，這種材料表現出高達91.5%的超導體積比，且該材料在空氣中十分穩定。利用穩態強磁場實驗裝置對SrxBi2Se3單晶體進行了研究，研究人員發現該材料在10特斯拉到35特
拓撲半金屬，Nodalline材料電子結構的新發現
中國科學院超導電子學卓越創新中心、上海微系統與信息技術研究所信息功能材料國家重點實驗室研究員沈大偉與副研究員劉中灝課題組，與中國人民大學教授王善才、雷和暢、劉凱團隊以及德國萊布尼茨固體物理材料研究所（IFW—Dresden）教授Sergey Borisenko研究小組成員進行合作，利用高分辨角分
拓撲鐵電材料的超快動力學研究獲進展
近年來，強場太赫茲技術為揭示新奇物理現象、調控材料物性和開發超快功能器件開辟了新路徑。精準捕捉這些瞬態過程，亟需兼具強場驅動與高信噪比探測性能的定制化實驗平臺。 近日，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心聯合清華大學、南京大學，在拓撲鐵電材料的超快動力學研究方面取得進展。 研究通
北大拓撲絕緣體納米材料光熱電效應研究獲突破
據北京大學新聞網消息，拓撲絕緣體的材料制備和量子輸運特性是近年來國際研究前沿的一個熱點。在眾多拓撲絕緣體材料中，Bi2Se3是拓撲絕緣體家族中一種重要的三維強拓撲絕緣體。拓撲絕緣體納米結構因其巨大的比表面積和增強的表面電導貢獻非常有利于探索拓撲絕緣體奇異表面態的物理性質和開發拓撲絕緣體在自旋電子