凝聚態物理前沿講座
題目: 非磁性晶體材料中的拓撲不變量的分類和判別
時間: 2018年12月06日 10:00
地點: 中國科學院物理研究所M236會議室
報告人: 方辰 研究員

報告人簡介:方辰于1982年出生于北京,2004年于北京大學物理學系取得理學學士學位,2011年于美國Purdue University物理學系取得博士學位。2011至2015年間先后在Princeton University、University of Illinois、MIT等學校任博士后研究助理。2015年11月入職中科院物理所理論室任副研究員,2018年8月任研究員。方辰的主要研究方向是拓撲物態中的理論,包括拓撲能帶理論和強關聯體系的拓撲分類問題等?;匚锢硭蟀l表(只列通訊作者文章)Nature 1篇,Nature Physics 1篇,Nature Communications 1篇,Physical Review X 1篇,Physical Review Letters 4篇等。方辰是國家重點研發計劃青年項目負責人。

報告摘要:拓撲不變量是一類全局量子數。與能量、角動量等量子力學中常見的好量子數不同,電子材料中的拓撲不變量不是某個強度量在實空間的積分,而只依賴于價帶的電子波函數作為一個整體的性質。具有非零的拓撲不變量的材料被稱為拓撲材料,這些材料的奇異性有時體現為存在不可被局域化的表面態,有時體現為在材料內部的“量子反?!?,而拓撲不變量就是決定體系一切拓撲性質的唯一的參數。因此,尋找一個體系中所有拓撲不變量的表達形式,以及計算這些拓撲不變量,成為了判別拓撲材料的最重要的步驟。在報告中,我將介紹近年來不斷被人們在理論上發現的在具有各種維度、各種對稱性的體系中可能存在的拓撲不變量。我還將介紹一種用來快速計算拓撲不變量的通用算法,通過這個算法,我與合作者們近期在39519種晶體材料中找到了8000余種拓撲材料。

【1】Z. Song, T. Zhang, Z. Fang and C. Fang, Nature Communications 9, 3530 (2018).
【2】Z. Song, T. Zhang and C. Fang, Physical Rev. X 8, 031069 (2018).
【3】T. Zhang, Y. Jiang, Z. Song, H. Huang, Y. He, Z. Fang, H. Weng and C. Fang, arXiv:1807.08756 (to appear in Nature).