新華網(wǎng)北京2月28日電（王瑩）記者從中國(guó)科學(xué)院物理研究所獲悉,，由該所研究員組成的科研團(tuán)隊(duì)及南京大學(xué)物理學(xué)院相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)，獨(dú)立發(fā)展出快速計(jì)算晶體材料拓?fù)湫再|(zhì)的新方法,，并用各自的方法在晶體材料庫(kù)中找到了數(shù)千種具有拓?fù)湫再|(zhì)的新材料,。這一成果改變了拓?fù)淞孔硬牧线@一研究方向的研究范式，將該方向的重點(diǎn)從“尋找新材料”推進(jìn)到“研究新材料”,。兩個(gè)獨(dú)立團(tuán)隊(duì)的成果于北京時(shí)間2月28日由國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表,。

作為中科院物理所團(tuán)隊(duì)的通訊作者之一，方辰研究員介紹,，科學(xué)家們普遍認(rèn)為拓?fù)淞孔硬牧蠈⒃诔凸碾娮釉难芯亢土孔有畔⒌阮I(lǐng)域起到重要基礎(chǔ)作用,，如何尋找更多的新拓?fù)洳牧弦虼顺蔀閲?guó)際凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的重要問題。在此之前,，中科院物理所已在拓?fù)浣^緣體,、量子反常霍爾效應(yīng),、外爾半金屬等方面做出了重要貢獻(xiàn)。

據(jù)科研人員介紹,，在實(shí)驗(yàn)中直接測(cè)量拓?fù)湫再|(zhì)是困難的,，因此首先用計(jì)算的方法預(yù)測(cè)材料的拓?fù)湫再|(zhì)，就成為尋找拓?fù)洳牧系闹匾画h(huán),。然而,，在過去的研究中，由于不變量的表達(dá)式十分繁難,，這一計(jì)算往往需要深耕于該領(lǐng)域的專家耗費(fèi)大量時(shí)間精力才能完成,。“‘手動(dòng)搜索’的局限性,，使得人們難以預(yù)測(cè)絕大部分材料的拓?fù)湫再|(zhì),。”方辰解釋說,。

在這種情況下,，中科院物理所團(tuán)隊(duì)和南京大學(xué)物理學(xué)院團(tuán)隊(duì)獨(dú)立研發(fā)出了通過計(jì)算材料能帶的對(duì)稱性數(shù)據(jù)從而自動(dòng)獲得其拓?fù)洳蛔兞康囊惶淄暾摹⒖焖俚?、可以全自?dòng)運(yùn)行的計(jì)算流程,。在經(jīng)過該流程之后，任何一種非磁性晶體材料都將獲得一個(gè)“拓?fù)錁?biāo)簽”,，上面標(biāo)注著它是否具有,、以及具有哪些拓?fù)湫再|(zhì)。

記者了解到,，兩個(gè)團(tuán)隊(duì)用此新算法在完整的晶體材料庫(kù)內(nèi)完成了地毯式搜索,，在短短幾個(gè)月內(nèi)預(yù)測(cè)出幾千種拓?fù)洳牧?，這比前人在過去十年間找到的拓?fù)洳牧蠑?shù)目總和高出十幾倍。目前,，兩個(gè)科研團(tuán)隊(duì)將各自的結(jié)果以網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫(kù)的形式呈現(xiàn)給國(guó)際學(xué)術(shù)界,。

大批拓?fù)淞孔硬牧显诶碚撋系陌l(fā)現(xiàn)，改變了拓?fù)淞孔硬牧线@一研究方向的研究范式,，將給未來的實(shí)驗(yàn)研究提供更多線索和機(jī)會(huì),。