《化學修飾對於拓撲態調控的理論研究》是依託中國科學技術大學，由王征飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：化學修飾對於拓撲態調控的理論研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王征飛
- 依託單位：中國科學技術大學
- 批准號：21603210
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
拓撲態作為一種新穎的量子物質態近些年來已成為國內外材料科學研究領域的一個重要課題。不同於傳統的表面態，拓撲態是由體態的拓撲電子結構所決定的。它不會因為環境的改變而消失，因此其在未來量子器件中將會有著廣闊的套用前景。然而目前制約該領域發展的關鍵仍在於如何有效的調控這些拓撲態，使得理論預言的各種新穎量子現象更易於實驗觀測和利用。在本項目中，我們將拓撲態概念擴展到表面化學領域，擬採用第一性原理計算的方法通過化學修飾來深入研究拓撲態的化學調控機制，探索如何實現對拓撲態相關新穎量子現象的有效調控。同時研究其對於表面化學反應及催化性能的調控機理，藉此設計出高性能的拓撲催化材料。
結題摘要
在本項目中，結合第一性原理計算和模型計算，我們系統地研究了化學修飾下不同拓撲態的形成機制和調控機理，為進一步探索拓撲態中的新穎量子現象和設計基於拓撲態的新穎量子器提供了更多的思路和理論支持。本項目取得的主要成果包括：（1）通過表面化學修飾的方法，利用半導體表面為模板，組裝出具有特殊晶格對稱性的二維金屬原子超晶格點陣，並在這一特殊的表面二維體系中實現了二維大帶隙拓撲絕緣體和一維大頻寬漏斗費米子的特性。這種表面化學修飾的設計方案為實現各種理論上所預測的二維點陣中獨特的拓撲電子態提供了一種更為便捷的途徑，也更有利於二維拓撲電子器件的設計與加工。（2）從原子軌道，晶格構型和自旋軌道耦合三個角度出發，歸納總結了表面化學修飾下的二維拓撲材料和分子晶體二維拓撲材料的實現方案，為拓撲材料的理論設計提供了更為豐富的理論指導，也為實驗上尋找更多性能優異的拓撲材料開闢了新的研究方向。（3）發展了第一性原理接口的模擬外場的計算程式，藉助外場調控研究了自旋漲落和光激發對於拓撲材料性能的影響，觀察到自旋漲落誘導下超導轉變區的線性磁阻和光致的結構相變，揭示了原子結構和電子結構對外場調控的獨特回響機制。
