一区二区三区三上|欧美在线视频五区|国产午夜无码在线观看视频|亚洲国产裸体网站|无码成年人影视|亚洲AV亚洲AV|成人开心激情五月|欧美性爱内射视频|超碰人人干人人上|一区二区无码三区亚洲人区久久精品

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評(píng)論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線(xiàn)課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫(xiě)文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會(huì)員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識(shí)你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

拓?fù)洳牧现芷诒?/h1>

人們?cè)?jīng)認(rèn)為,外部導(dǎo)電但內(nèi)部絕緣的材料是不常見(jiàn)的。然而,德國(guó)德累斯頓馬克斯·普朗克固體化學(xué)物理研究所的計(jì)算化學(xué)家Maia Vergniory及其同事最近證明了事實(shí)并非如此。他們發(fā)現(xiàn)了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的此類(lèi)拓?fù)浣^緣體以及其他具有值得關(guān)注的拓?fù)涮匦缘牟牧希⑦@些結(jié)果創(chuàng)建成拓?fù)洳牧蠑?shù)據(jù)庫(kù) (www.topologicalquantumchemistry.com)。Vergniory 對(duì) Margaret Harris 講述了她所在的團(tuán)隊(duì)如何進(jìn)行這種搜索以及數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)其領(lǐng)域的意義。

拓?fù)洳牧夏夸洝S蒑aia Vergniory及其同事創(chuàng)建的拓?fù)洳牧蠑?shù)據(jù)庫(kù)是一種可搜索的網(wǎng)站工具,包含9萬(wàn)多種已知拓?fù)洳牧?(譯者注:判別的已知拓?fù)洳牧蠟?千多種)

Q:什么是拓?fù)洳牧希?/p>

拓?fù)洳牧现凶钣腥さ氖峭負(fù)浣^緣體,它們的內(nèi)部絕緣但表面導(dǎo)電。這類(lèi)材料中的電子導(dǎo)電通道非常穩(wěn)定,對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能遇到的一些外部干擾不敏感,例如弱無(wú)序或溫度波動(dòng),也不依賴(lài)于材料的尺寸。以上特性很有趣,因?yàn)檫@意味著這類(lèi)材料具有恒定的電阻和電導(dǎo)率??蓪?duì)電流進(jìn)行如此嚴(yán)格的控制對(duì)于許多應(yīng)用都很有用。

Q:能否舉些拓?fù)浣^緣體的例子?

最著名的例子可能是砷化鎵,它是一種二維半導(dǎo)體,常用于整數(shù)量子霍爾效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中。在新一代拓?fù)浣^緣體中,最著名的是硒化鉍,但并未引起像砷化鎵那樣的廣泛關(guān)注。(譯者注:整數(shù)量子霍爾效應(yīng)中用到的是GaAs和AlGaAs生長(zhǎng)成的異質(zhì)結(jié),用該量子阱去限制電子成為二維電子氣。)

Q:為什么您和同事決定尋找新的拓?fù)洳牧希?/p>

當(dāng)時(shí)人們所知的拓?fù)洳牧虾苌?,于是我們想到,“如果能開(kāi)發(fā)一種可以快速計(jì)算或判別拓?fù)涞姆椒?,我們就可以得知是否存在具有更?yōu)性質(zhì)的拓?fù)洳牧稀薄?/p>

例如電子能帶的帶隙便是一種優(yōu)化屬性。由于拓?fù)浣^緣體的體內(nèi)是絕緣的,因此其體內(nèi)有一個(gè)“禁止”的能量范圍,在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的電子無(wú)法傳輸;然而該能量范圍的電子可以存在于材料的表面,在表面形成導(dǎo)電通道。材料的電子帶隙越大,它就越是一個(gè)好的拓?fù)浣^緣體。

Q:您是如何著手尋找新的拓?fù)洳牧系模?/p>

我們開(kāi)發(fā)了一種基于材料晶體對(duì)稱(chēng)性的算法,這是以前沒(méi)有考慮到的。在計(jì)算拓?fù)湫再|(zhì)時(shí),晶體的對(duì)稱(chēng)性非常重要,因?yàn)槟承┩負(fù)洳牧虾湍承┩負(fù)湎嘈枰囟ǖ膶?duì)稱(chēng)性(或缺乏對(duì)稱(chēng)性)才能存在。

例如,整數(shù)量子霍爾效應(yīng)不需要任何晶體對(duì)稱(chēng)性的保護(hù),但它確實(shí)需要打破一種對(duì)稱(chēng)性,即時(shí)間反演對(duì)稱(chēng)性。這意味著材料需要具有磁性,或者對(duì)材料施加非常大的外部磁場(chǎng)。

但其他拓?fù)湎啻_實(shí)需要對(duì)稱(chēng)性的保護(hù),我們也設(shè)法確定了它們所需要的對(duì)稱(chēng)性。然后,一旦我們確定了所有的拓?fù)湎嗪退鼈儗?duì)應(yīng)的對(duì)稱(chēng)性,就可以對(duì)它們進(jìn)行拓?fù)浞诸?lèi)——因?yàn)檫@就是物理學(xué)家所做的事情,即對(duì)物態(tài)進(jìn)行分類(lèi)。

我們從2017年開(kāi)始研究理論表述,并在兩年后發(fā)表了第一篇與該理論表述相關(guān)的論文。但直到現(xiàn)在,我們才最終完成了所有的工作并將結(jié)果發(fā)表出來(lái)。

Q:這項(xiàng)工作中的合作者有誰(shuí),每個(gè)人的貢獻(xiàn)如何?

我設(shè)計(jì)(并部分執(zhí)行)了第一性原理計(jì)算,其中考慮了如何計(jì)算真實(shí)材料并“判別”它們是否具有拓?fù)涮匦?。為此,我們使用了最先進(jìn)的代碼和自主開(kāi)發(fā)的代碼來(lái)判別材料中電子性質(zhì)以及對(duì)材料的拓?fù)湫再|(zhì)進(jìn)行分類(lèi)。

對(duì)拓?fù)洳牧系睦碚摲治龊蛿?shù)據(jù)分析是由Benjamin Wieder和Luis Elcoro完成的,因?yàn)樗麄兪歉埠说睦碚撐锢韺W(xué)家,對(duì)拓?fù)鋺B(tài)進(jìn)行了分析和分類(lèi)。另一個(gè)非常重要的貢獻(xiàn)者和該項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)者是Nicolas Regnault,我們一起建立和設(shè)計(jì)了拓?fù)洳牧蠑?shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)站。

另外,我們還得到了Stuart Parkin和Claudia Felser的幫助。他們是材料專(zhuān)家,因此他們可以就材料是否合適向我們提供建議。然后是這個(gè)工作的協(xié)調(diào)者Andrei Bernevig,此前我們已經(jīng)合作多年了。

Q:你們發(fā)現(xiàn)了什么?

我們發(fā)現(xiàn)有很多材料具有拓?fù)湫再|(zhì)——多到數(shù)以萬(wàn)計(jì)。我們對(duì)這個(gè)數(shù)字感到驚訝。

Q:考慮到拓?fù)洳牧洗嬖诘钠毡樾?,您為何?huì)對(duì)這個(gè)結(jié)果感到驚訝呢?為什么以前沒(méi)有人注意到有如此多的拓?fù)洳牧夏兀?/p>

我不知道為什么研究者們之前錯(cuò)過(guò)了如此多的拓?fù)洳牧虾屯負(fù)湫再|(zhì),這里不僅僅是我們材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的研究者們。量子力學(xué)已經(jīng)存在了一個(gè)世紀(jì),這些拓?fù)湫再|(zhì)很微妙,但并不復(fù)雜。然而,所有聰明的量子力學(xué)“前輩”都完全錯(cuò)過(guò)了這個(gè)理論表述。

Q:有沒(méi)有人試過(guò)合成這些材料并檢查它們是否確實(shí)表現(xiàn)為拓?fù)浣^緣體?

有一些,但并不是所有的都被驗(yàn)證過(guò),因?yàn)閿?shù)量太多了。在這項(xiàng)工作之后,實(shí)驗(yàn)上又合成了一些新型拓?fù)洳牧?,例如高階拓?fù)浣^緣體Bi4Br4。

Q:您和同事構(gòu)建的拓?fù)洳牧蠑?shù)據(jù)庫(kù)被描述為“拓?fù)洳牧现芷诒怼?。是什么性質(zhì)決定了它的結(jié)構(gòu)?

拓?fù)湫再|(zhì)與電子電流有關(guān),是材料的全局性質(zhì)。此前物理學(xué)家沒(méi)有考慮電子拓?fù)湫再|(zhì)的原因之一,可能是因?yàn)樗麄兎浅jP(guān)注局部屬性,而不是全局屬性。所以從這個(gè)意義上說(shuō),拓?fù)渲匾膶傩耘c電荷在實(shí)空間的位置以及其定義方式有關(guān)。(譯者注:電子電流指拓?fù)洳牧系倪吔?表面態(tài),在實(shí)空間對(duì)應(yīng)導(dǎo)電通道。)

我們發(fā)現(xiàn),如果知道材料的晶體對(duì)稱(chēng)性,就可以預(yù)測(cè)電荷的行為或流動(dòng)方式。這也是我們?nèi)绾螌?duì)拓?fù)湎噙M(jìn)行分類(lèi)的。

Q:拓?fù)洳牧蠑?shù)據(jù)庫(kù)如何工作?研究人員在使用它時(shí)會(huì)做什么?

首先,他們輸入材料的化學(xué)式。例如,如果您對(duì)食鹽感興趣,它的化學(xué)式為NaCl。因此,您將Na和Cl輸入搜索欄,之后便可得知該材料所有的性質(zhì)。使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單。

Q:您是說(shuō)普通食鹽是一種拓?fù)洳牧蠁??這太神奇了。除了熟悉材料的拓?fù)涮匦宰屓藗兏械襟@訝之外,您希望此數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)這個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生什么影響?

我希望它能幫助實(shí)驗(yàn)學(xué)家弄清楚他們應(yīng)該生長(zhǎng)哪些材料?,F(xiàn)在我們已經(jīng)分析了材料的全部特性,實(shí)驗(yàn)學(xué)家可以說(shuō),“好吧,這個(gè)材料所處的電子輸運(yùn)態(tài)不好,但是如果我對(duì)它進(jìn)行電子摻雜,那么我們將可以獲得一個(gè)非常有趣的輸運(yùn)態(tài)”。因此,從某種意義上說(shuō),我們希望它能幫助實(shí)驗(yàn)者找到好的材料。

Q:由于可能與量子計(jì)算有關(guān),最近拓?fù)洳牧弦鹆撕芏嚓P(guān)注。這是你工作的一大動(dòng)力嗎?

這是相關(guān)的,但每個(gè)領(lǐng)域都有不同的分支,我想說(shuō)我們的工作處在一個(gè)不同的分支中。當(dāng)然,你需要一個(gè)拓?fù)洳牧献鳛槠脚_(tái),隨后才能使用任何可能的比特(量子比特)來(lái)開(kāi)發(fā)拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī),所以我們所做的對(duì)此很重要。但是開(kāi)發(fā)拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)將需要在材料設(shè)計(jì)方面做更多的工作,因?yàn)椴牧系某叽缙鹬匾饔?。我們目前研究的是三維材料,對(duì)于量子計(jì)算的平臺(tái)來(lái)說(shuō),可能需要關(guān)注二維系統(tǒng)。

不過(guò),我們的工作還有其他應(yīng)用。例如,您可以使用該數(shù)據(jù)庫(kù)查找太陽(yáng)能電池的材料,或用于催化、探測(cè)器或低耗散電子設(shè)備的材料。除了異常奇特的應(yīng)用之外,日常應(yīng)用方面的可能性也非常重要。但我們做這項(xiàng)工作的真正動(dòng)機(jī)是理解能帶拓?fù)渲械奈锢怼?/p>

Q:您和合作者的下一步研究計(jì)劃是什么?

我想研究有機(jī)材料。當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)的重點(diǎn)是無(wú)機(jī)材料,因?yàn)槲覀円詿o(wú)機(jī)晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)為起點(diǎn),但有機(jī)材料也很有趣。我還想研究更多的磁性材料,因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)中報(bào)告的磁性材料比非磁性材料少。最后,我還想看看具有手性對(duì)稱(chēng)性的材料——也就是說(shuō),它們的結(jié)構(gòu)有“左手手性”和“右手手性”兩種。

Q:您認(rèn)為在有機(jī)材料或磁性材料中還會(huì)有數(shù)千種拓?fù)洳牧蠁幔?/p>

我不知道。這取決于電子能帶中帶隙的大小。讓我們拭目以待!

(譯者注:Maia Vergniory在采訪(fǎng)中介紹了近年來(lái)參與的與拓?fù)洳牧系挠?jì)算和預(yù)言有關(guān)的重要工作,即拓?fù)洳牧系挠?jì)算數(shù)據(jù)庫(kù),相關(guān)論文分別于2019年和2022年發(fā)表于Nature和Science。事實(shí)上,在2017年,業(yè)內(nèi)人士就已經(jīng)意識(shí)到,能帶中拓?fù)湫再|(zhì)的全自動(dòng)、快速判別是可能的。中科院物理所團(tuán)隊(duì)與美國(guó)哈佛大學(xué)團(tuán)隊(duì)在2017年底獨(dú)立發(fā)布了“拓?fù)湓~典”,即非磁性晶體材料中對(duì)稱(chēng)性質(zhì)到拓?fù)湫再|(zhì)的完整映射。根據(jù)“拓?fù)湓~典”,中科院物理所團(tuán)隊(duì)于2018年7月上線(xiàn)了國(guó)際首個(gè)拓?fù)洳牧嫌?jì)算數(shù)據(jù)庫(kù)Materiae (與被采訪(fǎng)者的Topological Materials Database同日上線(xiàn))。之后,我國(guó)南京大學(xué)團(tuán)隊(duì)也上線(xiàn)了自己的拓?fù)洳牧嫌?jì)算數(shù)據(jù)庫(kù)Topological Materials Arsenal。中科院物理所團(tuán)隊(duì)、南京大學(xué)團(tuán)隊(duì)與受訪(fǎng)者團(tuán)隊(duì),于2019年2月在Nature上同期獨(dú)立發(fā)表了相關(guān)論文。)

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫(xiě)或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴

原文標(biāo)題:拓?fù)洳牧现芷诒?/p>

文章出處:【微信號(hào):bdtdsj,微信公眾號(hào):中科院半導(dǎo)體所】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

    評(píng)論

    相關(guān)推薦
    熱點(diǎn)推薦

    JCMsuite應(yīng)用:一維周期線(xiàn)柵

    這是一維周期線(xiàn)柵的簡(jiǎn)單案例。周期單元包含通過(guò)光柵的二維截面。在這種情況下,線(xiàn)柵的橫截面呈梯形,它位于襯底上,被背景材料包圍。示例中的材料選擇為鉻(線(xiàn)柵)、玻璃(基底)和空氣(背景
    發(fā)表于 06-10 08:48

    JCMsuite應(yīng)用:一維周期線(xiàn)柵

    這是一維周期線(xiàn)柵的簡(jiǎn)單案例。周期單元包含通過(guò)光柵的二維截面。在這種情況下,線(xiàn)柵的橫截面呈梯形,它位于襯底上,被背景材料包圍。示例中的材料選擇為鉻(線(xiàn)柵)、玻璃(基底)和空氣(背景
    發(fā)表于 05-30 08:46

    ServiceAbility的生命周期介紹

    ServiceAbility的生命周期 開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景重寫(xiě)生命周期相關(guān)接口。ServiceAbility生命周期接口說(shuō)明見(jiàn)下表。 1 ServiceAbility生命
    發(fā)表于 05-28 08:22

    開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)如何選擇合適拓?fù)?/b>

    在設(shè)計(jì)你的變換器前,你必須首先選擇電路拓?fù)?/b>。因?yàn)槠渌须娐吩O(shè)計(jì),像元件選擇,磁芯設(shè)計(jì),閉環(huán)補(bǔ)償?shù)鹊榷既Q于拓?fù)?/b>。所以在設(shè)計(jì)開(kāi)始之前,你得首先仔細(xì)研究所要開(kāi)發(fā)的電源的要求和技術(shù)規(guī)范:輸入、輸出電壓,輸出功率、輸出紋波、電磁兼容要求等等,以保證選擇適當(dāng)?shù)?/div>
    的頭像 發(fā)表于 05-23 09:55 ?5637次閱讀
    開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)如何選擇合適<b class='flag-5'>拓?fù)?/b>

    開(kāi)關(guān)電源拓?fù)?/b>結(jié)構(gòu)介紹

    一 、緒論開(kāi)關(guān)電源電路拓?fù)?/b>是指功率器件和電磁元件連接在電路中的方式,而磁性元件設(shè)計(jì)、閉環(huán)補(bǔ)償電路以及所有其他電路元件的設(shè)計(jì)都依賴(lài)于拓?fù)?/b>。 拓?fù)?/b>可分為:開(kāi)關(guān)型和非開(kāi)關(guān)型兩大類(lèi)。其中開(kāi)關(guān)型拓?fù)?/div>
    發(fā)表于 05-12 16:04

    反向降壓拓?fù)?/b>如何替代非隔離反激式拓?fù)?/b> 德州儀器反向降壓拓?fù)?/b>詳細(xì)解析

    歡迎來(lái)到 《電源設(shè)計(jì)小貼士集錦》系列文章 ? 本期,我們將介紹 反向降壓拓?fù)?/b> 的詳細(xì)知識(shí) ? 最常見(jiàn)的電源之一是 離線(xiàn)電源 ,也稱(chēng)為交流電源。隨著旨在集成典型家庭功能的產(chǎn)品越來(lái)越多,市場(chǎng)對(duì)輸出能力
    發(fā)表于 05-10 10:19 ?388次閱讀
    反向降壓<b class='flag-5'>拓?fù)?/b>如何替代非隔離反激式<b class='flag-5'>拓?fù)?/b> 德州儀器反向降壓<b class='flag-5'>拓?fù)?/b>詳細(xì)解析

    未來(lái)產(chǎn)業(yè) | 量子科技核心材料體系

    三個(gè)維度展開(kāi)分析:一、量子科技核心材料體系1.量子計(jì)算材料超導(dǎo)材料:鈮鈦合金(NbTi)、拓?fù)?/b>超導(dǎo)體(如SrBiSe單晶體)構(gòu)成量子比特的核心基質(zhì)。國(guó)產(chǎn)稀釋制冷機(jī)e
    的頭像 發(fā)表于 04-07 06:50 ?628次閱讀
    未來(lái)產(chǎn)業(yè) | 量子科技核心<b class='flag-5'>材料</b>體系

    【開(kāi)關(guān)電源四】電源拓?fù)?/b>之Cuk、Sepic、Zeta

    開(kāi)關(guān)電源系列第一篇分享了buck、boost、buck-boost三種非隔離DCDC拓?fù)?/b>的工作原理,今天再分享另外三款非隔離DCDC拓?fù)?/b>:Cuk、Sepic、Zeta,這三種結(jié)構(gòu)比前面三種略微復(fù)雜
    發(fā)表于 03-20 11:15

    移相全橋ZVS及ZVZCS拓?fù)?/b>結(jié)構(gòu)分析

    移相全橋 ZVS 及 ZVZCS 拓?fù)?/b>結(jié)構(gòu)分析 1.引言 移相控制方式是控制型軟開(kāi)關(guān)技術(shù)在全開(kāi)關(guān) PWM 拓?fù)?/b>的兩態(tài)開(kāi)關(guān)模式(通態(tài)和斷態(tài))通過(guò)控制方法變?yōu)槿龖B(tài)開(kāi)關(guān)工作模式(通態(tài)斷態(tài)和續(xù)流態(tài)),在
    發(fā)表于 03-04 16:42

    電源拓?fù)?/b>快速參考指南

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《電源拓?fù)?/b>快速參考指南.pdf》資料免費(fèi)下載
    發(fā)表于 11-13 15:25 ?7次下載
    電源<b class='flag-5'>拓?fù)?/b>快速參考指南

    總線(xiàn)時(shí)鐘周期與CPU時(shí)鐘周期的區(qū)別

    總線(xiàn)時(shí)鐘周期與CPU時(shí)鐘周期是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中兩個(gè)重要但有所區(qū)別的概念。為了深入探討它們之間的區(qū)別,本文將從定義、作用、關(guān)系、影響因素以及實(shí)際應(yīng)用等多個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)闡述。
    的頭像 發(fā)表于 09-26 15:43 ?4039次閱讀

    CPU時(shí)鐘周期、機(jī)器周期和指令周期的關(guān)系

    CPU時(shí)鐘周期、機(jī)器周期和指令周期是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中三個(gè)緊密相連且至關(guān)重要的概念,它們共同構(gòu)成了CPU執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)的基本時(shí)間框架。以下是對(duì)這三個(gè)周期之間關(guān)系的詳細(xì)解析。
    的頭像 發(fā)表于 09-26 15:38 ?5941次閱讀

    芯干線(xiàn)科技CEO說(shuō)氮化鎵

    氮化鎵是一種由氮和鎵結(jié)合而來(lái)的化合物,其中氮在元素周期表排序第7位,鎵排序第31位,7月31日世界氮化鎵日因此得名,同時(shí)也以英文名GaN Day傳播到全球,并獲得行業(yè)廣泛認(rèn)可。
    的頭像 發(fā)表于 08-21 10:03 ?1070次閱讀

    拓?fù)?/b>篇丨LLC諧振變換器拓?fù)?/b>構(gòu)成與工作原理分析

    LLC諧振變換器作為諧振開(kāi)關(guān)技術(shù)的重要拓?fù)?/b>之一,具有高效率、調(diào)壓特性好、寬負(fù)載變化范圍內(nèi)工作特性?xún)?yōu)良等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于電源供應(yīng)、電動(dòng)汽車(chē)充電、LED照明、太陽(yáng)能電池板系統(tǒng)以及工業(yè)自動(dòng)化等多個(gè)領(lǐng)域
    發(fā)表于 07-19 14:39

    晶振頻率、脈沖、時(shí)鐘周期與機(jī)械周期的關(guān)系

    上次我們聊到了晶振的占空比,即信號(hào)在高電平持續(xù)時(shí)間與整個(gè)周期時(shí)間的比例。今天,我們來(lái)聊聊晶振頻率信號(hào)中的脈沖、時(shí)鐘周期和機(jī)械周期之間的關(guān)系。
    的頭像 發(fā)表于 07-17 14:38 ?2604次閱讀