中新網(wǎng)北京6月24日電 (記者 孫自法)2023年度國家科學技術(shù)獎勵6月24日在北京揭曉并頒獎，中國科學院院士、中國科學院物理研究所研究員方忠率領(lǐng)團隊完成的面向世界科技前沿的“拓撲電子材料計算預(yù)測”項目，獲得2023年度國家自然科學獎中唯一的一等獎。
“拓撲電子材料計算預(yù)測”是由方忠院士領(lǐng)導(dǎo)研究團隊歷時近10年攻關(guān)取得的項目成果，使得中國在拓撲物態(tài)研究領(lǐng)域領(lǐng)先世界。其主要科學發(fā)現(xiàn)包括三個方面：
一是成功發(fā)現(xiàn)首個量子反�；魻栃�(yīng)絕緣體，創(chuàng)新性提出在拓撲絕緣體中產(chǎn)生長程鐵磁序的新機理和調(diào)控磁性絕緣體產(chǎn)生非零陳數(shù)的新方案，為實現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)絕緣體提供了一個切實可行的方案。目前，國際上多個實驗組精確地在該材料體系中觀測到量子反常霍爾效應(yīng)，證實了理論預(yù)言。
二是成功發(fā)現(xiàn)首個狄拉克半金屬和首個外爾半金屬，從而首次在晶體材料中實現(xiàn)了“手性”電子態(tài)——外爾費米子。這一“固體中發(fā)現(xiàn)外爾費米子”成果被國際重要學術(shù)期刊《物理評論》列為125年來發(fā)表的最重要的49項工作之一，也是唯一來自于中國的研究工作。該成果還入選英國物理學會《物理世界》評選的2015年十大突破、美國物理學會《物理》評選的2015年八大亮點工作。
三是提出并實現(xiàn)了判別拓撲性質(zhì)的普適計算方法，該方法基于非阿貝爾貝里聯(lián)絡(luò)計算拓撲不變量，避免了電子波函數(shù)規(guī)范選取的困難，且不受材料對稱性的限制，成為計算判定材料拓撲類別的主要方法。
據(jù)了解，“拓撲電子態(tài)”的發(fā)現(xiàn)，改變了人類對于“物態(tài)”的認知，該態(tài)獨特的物理性質(zhì)，為變革性技術(shù)的產(chǎn)生提供了全新的可能，是當前凝聚態(tài)物理的研究熱點。
“拓撲電子材料計算預(yù)測”項目成果被國際學術(shù)界高度認可，此次被授予國家自然科學獎一等獎之前，已多次獲得國際國內(nèi)相關(guān)榮譽和獎勵，并被編寫入研究生教科書。該系列成果還展示出“計算驅(qū)動實驗”研究范式的重要作用，引領(lǐng)并推動拓撲電子態(tài)研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跨越式大發(fā)展，使得中國在該研究領(lǐng)域站在國際最前沿。(完)