非磁性拓扑材料目录完成

[本刊讯]据Nature报道，三个独立的研究团队——中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心等研究团队、普林斯顿大学等研究团队、南京大学和哈佛大学等研究团队，完成了对“国际晶体结构数据库”（International Crystal Structure Database）中所有（>26 000种）非磁性晶体化合物的拓扑分类，相关成果于2019年2月27日同时发表在Nature上。

拓扑学研究连续形变下的不變性。预测、寻找新拓扑不变量以及具备这些拓扑不变量的材料，成为过去十多年凝聚态物理的焦点。通过直接计算拓扑不变量来判断一个体系的拓扑性质，由于拓扑不变量的繁杂而具有局限性。2017年普林斯顿大学研究团队提出的“拓扑量子化学”和哈佛大学研究团队提出的“对称性指标理论”表明，能带系统的拓扑不变量的信息蕴含于高对称动量点的价带电子波函数的对称性之中，而此对称性数据可以由全自动的方法计算得到。

2018年初，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心等研究团队设计出了自动计算材料拓扑性质的全流程，扫描了约40 000种无机晶体材料，发现其中约8000种是拓扑材料，并与中科院计算机网络信息中心合作，将所有信息做成了可搜索的、有交互界面的数据库。这是世界上首个包含了完整拓扑性质的材料数据库，于2018年7月23日开放。基于类似的方法，普林斯顿大学等研究团队计算了26 938种材料的所有对称性的所有特征，找到3307种拓扑绝缘体、4078种拓扑半金属，并提供开源代码供其他研究人员重现结果;南京大学和哈佛大学等研究团队计算预言了10 897种拓扑材料的晶体结构信息及电子能带，并挑选了近一千种费米面比较干净或者能带交点离费米面较近的体系，并制作在线数据库共研究人员查询。