“拓撲電子材料計算預測”獲2023年度國家自然科學獎一等獎
北京6月24日電 (記者 孫自法)2023年度國家科學技術獎勵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團隊完成的面向世界科技前沿的“拓撲電子材料計算預測”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測”是由方忠院士領導研究團隊曆時近10年攻關取得的項目成果，使得中國在拓撲物态研究領域領先世界。其主要科學發現包括三個方面：
一是成功發現首個量子反常霍爾效應絕緣體，創新性提出在拓撲絕緣體中産生長程鐵磁序的新機理和調控磁性絕緣體産生非零陳數的新方案，為實現量子反常霍爾效應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确地在該材料體系中觀測到量子反常霍爾效應，證實了理論預言。
二是成功發現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了“手性”電子态——外爾費米子。這一“固體中發現外爾費米子”成果被國際重要學術期刊《物理評論》列為125年來發表的最重要的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。
三是提出并實現了判别拓撲性質的普适計算方法，該方法基于非阿貝爾貝裡聯絡計算拓撲不變量，避免了電子波函數規範選取的困難，且不受材料對稱性的限制，成為計算判定材料拓撲類别的主要方法。
據了解，“拓撲電子态”的發現，改變了人類對于“物态”的認知，該态獨特的物理性質，為變革性技術的産生提供了全新的可能，是當前凝聚态物理的研究熱點。
“拓撲電子材料計算預測”項目成果被國際學術界高度認可，此次被授予國家自然科學獎一等獎之前，已多次獲得國際國内相關榮譽和獎勵，并被編寫入研究生教科書。該系列成果還展示出“計算驅動實驗”研究範式的重要作用，引領并推動拓撲電子态研究領域實現跨越式大發展，使得中國在該研究領域站在國際最前沿。(完) AYIOEQ8QEEE
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