強關聯稀土材料薄膜體系的拓撲相研究

《強關聯稀土材料薄膜體系的拓撲相研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所，由吳泉生擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：強關聯稀土材料薄膜體系的拓撲相研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：吳泉生
• 依託單位：北京套用物理與計算數學研究所

項目摘要

拓撲絕緣體(TI)由於具有不受缺陷、雜質等外界因素影響的拓撲表面態而受到凝聚態領域的科學家們所青睞，並迅速成為研究熱點之一。目前，理論上預言了許多TIs，不過它們大多是半導體材料，電子間的關聯效應較小。具有強關聯效應的TI研究正處在起步階段，目前被預言出來的強關聯TI有SmB6、YbB12、PuTe等，種類和數目非常有限。然而，強關聯效應的出現會給TI的發展帶來許多全新的理論問題，如電子－電子相互作用是否能改變電子結構的拓撲指數等等。對於強關聯體系，基於LDA的第一性原理軟體將失效。因此本項目首先將基於近年來發展的DFT+DMFT方法，發展出一套適用於研究強關聯薄膜材料的程式包，並加入計算強關聯拓撲指數的功能；其次利用這個程式包集中研究強關聯拓撲絕緣體材料在薄膜條件下拓撲性質，旨在研究不同的關聯環境對拓撲性質的影響；最後利用軟體包研究稀土材料磷化物的電子結構，試圖找出一類新的拓撲材料

結題摘要

拓撲絕緣體(TI)由於具有不受缺陷、雜質等外界因素影響的拓撲表面態而受到凝聚態領域的科 學家們所青睞，並迅速成為研究熱點之一。然而預言的強關聯材料不多，涉及的拓撲態也相對有限，同時相關的工具也非常有限。基於這些出發點，在這個基金的支持下，我們積極參與開發具有自主智慧財產權的關聯電子體系第一性原理模擬軟體CESSP。我們負責動力學平均場模組的研發（軟體第６完成人），並取得軟體著作權。同時獨立研發了可以研究晶體材料拓撲性質的軟體WannierTools，並將其開源，得到同行的廣泛使用和引用。我們積極將軟體套用於拓撲材料的研究上，解決了幾個重要的問題，如Weyl點個數和arc表面態的關係等。