讲座题目：六角蜂窝结构体系的拓扑量子态研究

时间：2023年7月27日下午16：00

地点：理学楼A301

报告人：刘铖铖教授

报告人简介：

刘铖铖，北京理工大学物理学院教授，博导，计算物理系主任。曾获“The 2018 New Journal of Physics Early Career Award”和2018年度国家自然科学奖二等奖（排名第二），2019年入选基金委“优青”和教育部“青长”。New Journal of Physics期刊编委（2020-至今）。从事计算物理与凝聚态理论研究。通过第一性原理计算方法，以及Green函数、Wannier函数、紧束缚近似和有效模型等理论方法研究真实材料的电子结构，重点关注由体系波函数的非平庸拓扑所导致的各种新颖量子态和新奇物性。同时关注以转角石墨烯为代表的转角体系。发表论文40余篇（含11篇PRL），SCI引用7000余次，连续三年（2020-2022）入选爱思唯尔中国高被引学者。

讲座内容

新的量子态和新的材料体系的发现以及其中新奇物理现象的探索一直是凝聚态物理研究的主旋律。近些年来，诸多拓扑量子态和拓扑材料的研究在世界范围内飞速发展，理论预言和实验实现等两方面的研究工作进展都极为迅速，在物理学和材料科学研究中掀起了一股强劲的热潮。拓扑材料的新奇物性研究不仅具有重要的科学意义，同时在信息和能源等领域具有潜在的应用价值。

本报告将介绍报告人在六角蜂窝结构材料体系新奇拓扑量子态的预测方面开展系统深入且有特色的研究。主要包括：

1.在国际上首次指出类二维石墨烯体系—硅烯、锗烯、锡烯是具有较大能隙的二维拓扑绝缘体，并预言该类二维材料可在更高温度下观测到量子自旋霍尔效应，部分预言被实验证实；构建了适用于具有起伏状六角格子体系并被广泛采用的理论模型。进一步，基于轨道选择，我们预言了具有最大能隙（~ 1 eV）的二维拓扑绝缘体：六角结构的二维Bi的氢化物－铋烷以及卤化物家族。

2.提出了实现二维高阶拓扑态的一般机制，并预测了大量候选材料。我们基于六角晶格结构提出了两种实现高阶拓扑绝缘体的机制，并预测了3类总计16种不同的二维二阶Stiefel-Whitney拓扑绝缘体。此外，我们预测了二维2H相过渡金属二硫族化合物具有C₃旋转对称性保护的量子化分数电荷的角态。

3.证明了Z₂狄拉克点可以稳定存在于材料体系中,构造了一个简单的八带模型可以很好地描述Z₂狄拉克半金属的拓扑并展示其高阶的体边对应关系,预测了三维转角石墨烯是一个Z₂狄拉克半金属材料，丰富了转角石墨烯的相图,列出了所有可能出现Z₂狄拉克点的空间群和狄拉克点所在的倒空间位置。

欢迎广大师生参加！

理学院

2023年7月24日