中国股票配资网股票配资南大科学家开辟拓扑物态研究新路径打破传统认知

你是否想过中国股票配资网股票配资，我们手机、电脑里的芯片，未来可能不再依赖传统半导体？一场源自凝聚态物理领域的变革，正在为下一代量子信息和电子技术绘制蓝图。7月8日，南京大学万贤纲教授、唐峰教授、南京理工大学阚二军教授、杜永平副教授以及华东师范大学段纯刚教授等人凭借“拓扑半金属理论和拓扑材料计算预测”成果，在该领域作出了开创性贡献，获得2025年度国家自然科学奖二等奖。

过去几十年，科学家们发现了一类被称为“拓扑物态”的奇特量子状态，相关研究已斩获三次诺贝尔物理学奖。传统观点认为，这种奇特性质只存在于绝缘体材料中，而金属由于本身导电，被认为与之无缘。万贤纲和合作者在2011年提出了一个大胆设想：在一种含有铱元素的复杂氧化物材料中，由于同时存在强自旋轨道耦合和电子关联效应，这或许会产生意料之外的拓扑物态。经过系统的理论计算和模型分析，他们发现这种材料的电子行为可以用高能物理中的“外尔费米子方程”来描述。2011年，他们正式将这一全新量子物态命名为“外尔半金属”。

这项工作打破了拓扑物态仅存在于绝缘体中的传统认知，开启了“拓扑半金属”这一蓬勃发展的研究领域。该论文被《物理评论B》评选为创刊50周年的“里程碑”论文，评语明确指出“提出了一种新的量子物态”。截至目前，该成果已被国内外学者引用超过5600次，其中包括多位诺贝尔奖得主、美国科学院院士和中国科学院院士的引用。这一概念还被拓展到光学、声学、冷原子等多个学科领域，引发了国际持续研究热潮。

发现新物态只是第一步，找到真正能用的材料同样关键。传统方法判定材料拓扑性质涉及复杂的计算和波函数“规范选取”难题，效率低下，导致人们曾长期认为拓扑材料非常稀少。万贤纲团队从对称性这一基本物理性质出发，发展了一套全新的高效判定方法，成功规避了以往的计算瓶颈。利用这一方法，他们对已知非磁晶体材料进行了系统“筛查”，最终预测出超过一万种拓扑材料，并建立了免费开放的拓扑材料数据库，供全球科学家使用。

这项成果被学界评价为“拓扑材料的宝库”，有美国科学院院士指出，这一工作结束了逐个材料判断拓扑属性的时代，为量子材料分类带来了一场革命。2019年，该成果与中国科学院物理研究所的平行工作一起入选“中国十大科技进展新闻”。

尽管拓扑材料距离日常生活还有一段距离，但它们的特殊电子态具有高度稳定、低能耗等特性，有望在未来被用于制造更高效、更稳定的电子器件和量子计算元件。这项基础研究的突破，好比为未来技术储备了核心“原料”和一张详细的“藏宝图”。项目第一完成人万贤纲教授也因相关贡献获得了多个奖项和资助中国股票配资网股票配资，并入选了美国物理学会会士。

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