Nils Wentzel, Gang Li, Agnese, Tagliavini; Ciro, Taranto; Georg, Rohringer; Karsten, Held; Alessandro, Toschi; Sabine, Andergassen, Phys. Rev. B, 102(8), 085106 (2020)

新奇量子材料—理论与模拟课题组主要研究由电子、自旋、自旋-轨道耦合及多粒子集体激发行为所导致的新奇量子现象。通过理论计算与模拟，我们希望能够找到复杂现象背后简单而深邃的物理机制，进而从理论上预言更多、性能更加优异的量子材料，同时为更有效的理解实验上观察到的物理现象提供有力的理论支持。课题组的主要研究方向包括：1.电子强关联效应导致的自发对称破缺、金属-绝缘体相变、非传统磁性等物理现象和材料；由电子库仑相互作用引发的金属-绝缘体相变是凝聚态物理学中的一个重要概念。课题组结合第一性原理和动力学平均场（包括动力学平均场的多种非局域扩展方法）重点研究强关联材料的电子和磁性性质。欢迎对电子强关联材料理论研究感兴趣的同学报考课题组。2.由自旋-轨道耦合，对称性保护导致的非平庸能带兼并和反转，以及由此产生的拓扑绝缘体，Dirac和Weyl半金属等新型量子材料。      量子拓扑材料是超越传统金属-绝缘体分类的一种新的物质状态。这一类材料的体态有和绝缘体类似的性质，电子的费米面位于导带和价带中间。但在它们的表面／边界上存在特殊的量子态，允许电子通过这些态穿过费米面。量子拓扑材料的研究是物理学近年来的重要科学前沿之一。课题组结合第一性原理计算方法和能带拓扑分析，以预言新材料和解释实验为主要研究目标，近年来在研究二维宽禁带量子霍尔效应绝缘体，三维拓扑绝缘体和Dirac半金属上取得了一系列成果。欢迎对拓扑量子态和第一性原理计算感兴趣的同学报考课题组。