5d過渡金屬氧化物的數值計算模擬研究

《5d過渡金屬氧化物的數值計算模擬研究》是依託南京大學，由萬賢綱擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：5d過渡金屬氧化物的數值計算模擬研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：萬賢綱
• 依託單位：南京大學

項目摘要

電子關聯效應能夠導致非常豐富的物理特性，一直是人們高度關注的熱點和難點課題。電子的自旋軌道耦合也對材料的性質有特別的影響，尤其是最近人們發現自旋軌道耦合將導致一種全新的物理現象：拓撲絕緣體。5d元素既有著大的自旋軌道耦合，也有著不可忽略的電子關聯作用。所以系統的研究5d過渡金屬氧化物有重要的學術價值和巨大的套用前景。本項目擬用LDA+DMFT方法和有效模型分析相結合研究5d過渡金屬氧化物。重點研究Os, Ir, Pt等5d元素的尖晶石結構、燒綠石結構和雙鈣鈦礦結構氧化物。研究晶體結構、壓力、替代式摻雜對材料物理性質的影響。著重探討電子關聯和自旋軌道耦合共同作用對材料的獨特影響。探尋可能的新拓撲量子態（如：有特別磁電回響的Axion絕緣體、有特別費米面的拓撲Dirac金屬等）。找尋可能的低場下發生金屬絕緣體相變的材料。為設計包含5d電子的具有特殊性質的材料提供理論依據

結題摘要

通過四年的努力，項目對以5d過渡金屬材料體系為代表的強自旋軌道耦合電子關聯體系物性研究上取得了進展。主要的工作為：(1)預言5d過渡金屬氧化物CaOs2O4和SrOs2O4是具有特別磁電回響的Axion絕緣體；(2)定出5d過渡金屬氧化物NaOsO3的磁基態並確認其為Slater絕緣體；(3)5d過渡金屬氧化物LiOsO3奇異“鐵電金屬”結構轉變機制研究；(4)成功預言壓力誘導5d過渡金屬二硫族化合物WTe2拱形超導；(5)預言強自旋軌道耦合體系電聲子耦合導致p波超導體；(6)預言電荷密度波(CDW)不穩定誘導的新型層狀BiS2超導；(7)預言XYBi(X=Ba,Eu; Y=Cu,Ag,Au)等強自旋軌道耦合體系裡面有拓撲半金屬。共完成學術論文21篇，其中1篇Physical Review Letters；2 篇Nature Communications；6 篇Physical Review B；2 篇Scientific Reports。