【原】构建面向全拓扑超导物质探索的新数据库

Wsz6868 2022-07-09 发布于浙江

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构建面向全拓扑超导物质探索的新数据库 1 .主讲人: 小野清志郎(东京大学研究生院工学系研究科物理工学专业博士课程) 渡边悠树(东京大学研究生院工学系研究科物理工学专业副教授) 2 .发表要点: ◆拓扑超导体(注1 )从理论实验两个方面在全球都得到了活跃的研究，但由于其探索方法尚未确定，实验验验证也很困难，因此迄今已经确立的具体物质实例极少。 ◆此次对数据库上超过2万7千种物质进行了全面计算，构建了总结各物质超导相拓扑性质的新数据库。另外，开始提供能够简便判定超导相拓扑性质的新服务。 ◆如果利用这些新发现拓扑超导体物质例子的话，有望促进今后量子计算机的实用化。 3 .发布概述: 东京大学研究生院工学系研究科物理工学专业的小野清志郎研究生和渡边悠树副教授，与中国南京大学唐峰博士研究员和万贤纲教授共同，总结了无机晶体结构数据库ICSD中记载物质的超导相的拓扑性质的新数据库database of topological and nodal super conductors ( https://tnsc.nju. 另外，为了也能简便判定数据库中没有的物质和处于新条件下的物质的拓扑性质，topological supercon ( http://toposupercon.t.u Tokyo.AC.jp/TMS ) 利用这些新数据库、新服务，如果真的发现新的拓扑超导体物质案例，有望应用于利用拓扑超导体表面出现的马约拉那粒子(注2 )的量子计算机。本研究成果于2022年7月6日(美国东部夏令时)刊登在美国物理学会杂志《Physical ReviewLetters》的在线版上。另外，作为editors’suggestions也被选为杂志编辑的推荐文章。本研究是日本学术振兴会科学研究费资助事业( JP20J21692，JP20H01825，JP21H01789 )和科学技术振兴机构( JST )先驱拓扑材料科学和创新功能创造“基于对称性表现的拓扑材料探索(课题编号JPMJPR18LA ) 4 .发布内容: 近年来，物质的拓扑性质在全世界引起了关注，并得到了活跃的研究。作为拓扑相例子的“拓扑超导体”显示出与其通常的超导体不同的性质，即在其表面和边缘出现了马约拉那粒子。为了通过检测和控制马约拉那粒子实现新一代量子计算机，正在进行拓扑超导体的探索，但实际上，被确认显示拓扑超导性的物质几乎没有。直接计算和实验判定各种物质所具有的拓扑是非常困难的。但是，通过着眼于该物质所具有的结晶对称性的表现，近年来确立了容易判定该物质拓扑的被称为“对称性指标”(注3 )的方法。该方法最近已扩展到用于拓扑超导体的探索(参见“9 .参考链接”)。此次，本研究小组从无机晶体结构数据库ICSD中记载的物质中选出了超过2万7千种物质，使用从数据库中获取的“物质信息”和假设的“超导间隙”(注4 )的性质作为输入数据，“对称性指标。然后，总结了该结果的新数据库database of topological and nodal super conductors ( https://tnsc. )并发布。另外，为了也能简便判定数据库中没有的物质和处于新条件下的物质的拓扑性质，使用了topologicalsupercon ( http://toposupercon.t.u-Tokyo.AC.jp/TMS 利用这些新数据库、新服务，如果实际上发现了新的拓扑超导体物质例子，有望应用于利用马约拉那表面状态的量子计算机。 5 .发表杂志: 杂志名称:“Physical Review Letters”(在线版: 7月6日) 论文标题: high-throughput investigation s of topological and nodal super conductors 作者:丰塘，Seishiro Ono†，Xiangang Wan*，and Haruki Watanabe* († ( :共同笔头作者，* :责任作者) 6 .咨询处: <研究相关事项> 东京大学研究生院工学系研究科物理工学专业副教授渡边悠树 e-mail:h Watanabe [ at ] g.ECC.u-Tokyo.AC.jp <有关报道的事情> 东京大学研究生院工学系研究科宣传室 tel:03-5841-0235传真: 03-5841-0529 e-mail:kou Hou [ at ] pr.t.u-Tokyo.AC.jp 科学和技术振兴机构宣传科 tel:03-5214-8404传真: 03-5214-8432 E-mail:jstkoho[at]jst.go.jp < JST事业相关事宜> 科技振兴机构战略研究推进部绿色创新组嶋林优子 tel:03-3512-3526传真: 03-3222-2066 E-mail:presto[at]jst.go.jp 7 .术语解说: (注1 )拓扑超导体:超导体具有低温下电阻为0的性质。其中，具有非自明拓扑的称为拓扑超导体。表面多出现马约拉那粒子。 (注2 )马约拉那粒子:具有反粒子与粒子相同这一不同于普通粒子的性质，有望应用于拓扑量子计算机。 (注3 )对称性指标:根据晶体所具有的对称性(即使进行左右互换旋转等操作，也与原来相同)，判定物质拓扑性质的方法。 (注4 )超导间隙:已知超导内有2个电子配对。超导间隙表征该对的性质。根据从数据库取得的“物质数据”和假设的“超导间隙的性质”，推测了该物质的超导相的“拓扑性质”，将其结果汇总到了新数据库。

8 .附件