2019年度國家自然科學獎二等獎。
2019年度國家自然科學獎二等獎。《拓撲量子材料製備與量子特性的實驗研究》，該項目提出了利用超導近鄰效應實現二維拓撲超導體的實驗方法，在國際上首次製備出具有原子級平整界面的三維拓撲絕緣體/超導體異質結，證明了該體系為二維...
《關聯拓撲電子體系巨觀量子特性及材料探索研究》是依託中山大學，由吳東擔任項目負責人的青年科學基金項目。中文摘要 關聯拓撲電子體系呈現出新奇的量子物態，主要包括關聯拓撲能帶絕緣體、拓撲莫特絕緣體或拓撲超導體。由於涉及到複雜的多體...
三維量子自旋霍爾態和拓撲超流態的方案，並研究其性質，如邊緣態行為等；研究原子之間相互作用、無序等條件對拓撲量子相的性質和穩定性的影響；建立新預言拓撲量子相的理論模型，設計在光晶格-超冷原子系統中實現新拓撲量子相的實驗方案。
其中，拓撲超導體是非常有希望成為實現拓撲量子計算的一個重要的新型材料系統。本項目藉助我們長期在小樣品製備表征、超導器件的製作、以及微納加工和超導物理領域積累的豐富經驗，在實驗上，重點以基於拓撲超導體Sr2RuO4和常規超導體Al構成的...
拓撲絕緣體的體態具有絕緣的性質，而其邊界態或表面態則是受時間反演對稱性保護的金屬態。由於體記憶體在大量缺陷，目前實驗上面臨的一個難題是製備的拓撲絕緣體材料具有很高的體電導性。本課題的核心是研究低溫下體態的量子雜質對拓撲絕緣體...
對於拓撲絕緣體的研究，有望為電子學，自旋電子學和自容錯的拓撲量子計算帶來革命性的推動。本項目希望通過製備高質量的拓撲絕緣體薄膜，將拓撲絕緣體和磁性材料以及超導材料相結合，研究拓撲絕緣體中因磁性和超導態引起的新量子現象。通過...
《新型二維層狀材料的拓撲量子態研究》是依託北京理工大學，由劉鋮鋮擔任項目負責人的青年科學基金項目。項目摘要 新型二維層狀材料（石墨烯、矽烯等）和能帶結構非平庸的體系（Chern絕緣體、Z2拓撲絕緣體以及拓撲超導體等）是當前凝聚態...
在這些新型材料的框架下，我們研究無序與相互作用對於各種表面態以及不同類拓撲材料構成的界面態的輸運性質的影響，同時也探討各種奇異量子表面態與界面態在外場和外界可調參數下的回響行為並預言相關的可觀測現象，從而更好地實現在實驗上...
主要研究成果有： 1、Weyl半金屬是一種三維拓撲材料。發現當一束Weyl費米子入射到由Weyl半金屬構成的PN結界面時，由於體系的拓撲特性，能同時發生GH移動和IF移動。GH移動與谷無關，IF移動正好與谷指標相反。利用IF移動特性，我們設計了...
本項目針對新型拓撲體系，從理論上研究了其中的拓撲量子態的調控及其拓撲相變，以及相應的外場調控機制。並進一步從理論上研究了其中的拓撲量子態對系統輸運特性的影響，以及相應的對拓撲態進行探測的機制。這些理論研究有望預言新效應，...
其面記憶體在三種外延關係，所生長PbSnSe薄膜存在30º大角晶界，導致其光電回響特性並不好；再加之，由於較為嚴重的界面反應，導致PbSnSe/CdSe量子阱的光吸收帶邊難以有效調控，沒能實現預想的實驗結果，為此，項目開展了其它方案的探索，...
《一維納米石墨炔:拓撲結構與電荷輸運的量子調控研究》從凝聚態物理和量子化學的角度出發,對納米限域效應下一維納米石墨炔的拓撲結構、電子性質和電荷傳輸性能進行了系統研究,獲得了一維碳基納米材料的穩定性結構和載流子傳輸性能的量子調控規...
本項目中，我們將著重研究石墨烯三明治結構和二維矽烯的拓撲性質和量子調控。我們將以高質量石墨烯三明治和矽烯等樣品製備為基礎，利用角分辨光電子譜和掃描隧道顯微術等精密測量手段研究其電子結構，結合理論計算和微觀模型，對石墨烯三明治...
以色列魏茨曼科學研究所的研究人員開發了一種新型掃描探針顯微鏡，即量子扭轉顯微鏡（QTM），它可以創造出新的量子材料，同時觀察其電子最基本的量子性質。這項研究為量子材料的新型實驗開闢了道路。2023年6月，一個國際研究團隊首次成功測量...
超導量子比特是固態電路，因此可以集成，結構可以進行設計，是目前最有可能成為實用的量子比特實體。本課題擬進行超導量子比特的結構電路與器件設計、製備工藝設計、電路參數與系統量子狀態的關聯等方面研究工作，從實驗表征方面開展超導量子比特...
量子關聯體系是研究新奇拓撲量子現象的前沿領域, 同時具有廣泛的新型材料的套用前景。研究關聯拓撲量子態及其量子相變機制，發展能夠實現量子調控的基礎理論是與當前實驗前沿緊密相關的理論問題。如量子自旋液體及任意子超導電性、二維有機導體...
結合材料的第一性原理計算，同時我們注重和實驗研究緊密結合，重點對自旋軌道耦合、近藤禁止效應、電子結構拓撲性質等問題開展研究，並試圖理解這些體系中呈現的一些奇特量子輸運行為， 如超導、半金屬性、巨磁阻、量子震盪等等。
同時，研究人員還設計了一種特殊的、濾除噪聲的八光子干涉儀，成功製造出並觀測到了具有拓撲性質的八光子簇態，並以此簇態為量子計算的核心資源，實現了拓撲量子糾錯。實驗結果顯示，在拓撲量子計算的過程中可以完全糾正出現在任意量子比特上...
在深入認識該系統物理屬性的基礎上，研究其相關物理性質，包括電子分數化、拓撲序的量子糾纏、拓撲量子相變、拓撲量子計算。基於冷原子技術，設計可行的實驗方案驗證理論預言。爭取在某些方向做出原創性的工作，如拓撲序的有效場論形式、拓撲...
使用非平衡格林函式方法，我們研究了不同體系中電子輸運性質。主要結果如下：（1）石墨烯中電子－空穴聚集導致的無序儘管高達數十meV（數十倍於超導能隙），對於Andreev反射的影響微乎其微；（2）實驗上可以在處於量子霍爾態的石墨烯p-...
本項目有助於理解目前新的實驗結果，而對具有拓撲序的物質，尤其是對具有非阿貝爾拓撲序的量子態的研究對於凝聚態物理理論的發展也具有較大意義。結題摘要 本項目主要研究內容包括對半導體材料以及石墨烯材料等二維電子氣系統中可能實現的...
這些獨特的性質是由邊緣態的螺旋特性引起的，因此可以用來檢測和控制邊緣態輸運。本項目選取狄拉克電子體系輸運性質為主要研究對象，具有理論和套用上的重要意義，我們將繼續開展深入細緻的後續研究工作，尋找調控輸運特性的方案，並為新的實...
半導體材料中自旋自由度的調控與輸運是目前自旋電子學研究領域中在理論與實驗上都倍受關注的熱點方向。本項目將關注受限半導體量子體系中基於自旋軌道耦合效應的電子自旋輸運與拓撲相變現象，重點研究實驗參數對空穴型稀磁半導體量子阱中反常霍爾...
《有機化學中的拓撲量子方法》可以作為化學專業、生物化學專業和物理化學專業的大學高年級學生、研究生、教師等的教學用書或參考書，也可供化學化工、生物化學、環境化學、醫藥、農藥和材料分子設計等領域研究人員參考。內容簡介 《有機化學...
