科學院工程院評選2019中國十大科技進展,南大物理學院參與項目入選

2020-12-16 南京大學

導語

由中國科學院、中國工程院主辦，中國科學院學部工作局、中國工程院辦公廳、中國科學報社承辦，中國科學院院士和中國工程院院士投票評選的2019年中國十大科技進展新聞、世界十大科技進展新聞，1月11日在京揭曉。此項年度評選活動至今已舉辦了26次。

評選結果經新聞媒體廣泛報導後，在社會上產生了強烈反響，使公眾進一步了解國內外科技發展的動態，對宣傳、普及科學技術起到了積極作用。以下便是2019年中國十大科技進展新聞、世界十大科技進展新聞的評選結果：

2019年中國十大科技進展新聞

嫦娥四號實現人類探測器首次月背軟著陸

我國天文學家發現迄今最大恆星級黑洞

我國科學家首次觀測到三維量子霍爾效應

我國科學家研製出新型類腦計算晶片

世界首臺百萬千瓦水電機組核心部件完工交付

「太極一號」在軌測試成功 我國空間引力波探測邁出第一步

最新研究表明自然界中約24%的材料可能具有拓撲結構

我國科學家解析「奇葩」光合物種硅藻捕光新機制

我國自主研發臨床全數字PET/CT裝備獲準進入市場

科學家發現16萬年前丹尼索瓦人下頜骨化石

2019年世界十大科技進展新聞

人類首次「看到」了黑洞

DNA顯微鏡研製成功

隼鳥2號首次降落小行星「龍宮」並採樣

谷歌研究人員宣布成功演示「量子優勢」

科學家合成世界首個含18個碳原子的純碳環

新型人造DNA結構 信息密度可加倍

人體生理年齡首次成功逆轉

愛滋病治療奇蹟再現 「倫敦病人」或被治癒

科學家培養新型大腸桿菌能以二氧化碳為食

全球首支伊波拉疫苗獲歐盟批准上市

「最新研究表明自然界中約24%的材料可能具有拓撲結構」這一科技進展中，南京大學和中科院物理所獨立、同時發表的兩篇論文的作者均出自南大系，一位是南京大學教授萬賢綱，一位是南京大學校友翁紅明。趕快和小藍鯨一起來了解這項科技進展與它背後的南大人吧！

最新研究表明自然界中約24%的材料可能具有拓撲結構

2019年2月28日凌晨，來自中科院物理所、南京大學和美國普林斯頓大學的3個研究組分別在《自然》雜誌發布了最新相關研究成果。

他們的研究表明，數千種已知材料都可能具有拓撲性質，即自然界中大約24%的材料可能具有拓撲結構。拓撲，描述的是幾何圖形或空間在連續改變形狀後還能保持不變的性質。

當 「拓撲」這一數學概念被引入物理學領域後，一方面推動了基礎物理學研究的發展，另一方面也促使大量新穎拓撲材料出現。

值得一提的是，南京大學和中科院物理所獨立、同時發表的兩篇論文的作者均出自南大系，一位是南京大學教授萬賢綱，一位是南京大學校友翁紅明。

近年來，拓撲量子態是物理學、材料科學領域的前沿熱點課題。量子自旋霍爾效應、拓撲絕緣體、Dirac半金屬、Weyl半金屬、nodal line半金屬、鏡面陳絕緣體、Hourglass費米子、Higher-order拓撲絕緣體，各種新的相層出不窮。這些拓撲材料具有普通材料所沒有的獨特物性，例如拓撲保護邊界態、手徵反常、費米弧等，在電子、信息和半導體技術等諸多方面有很大的應用潛力。

此前，人們主要是通過直接計算拓撲不變量去找尋各種拓撲相，這種方法效率較低，所以目前人們知道的拓撲材料數目還很有限。因此發展出新的理論方法，從而系統地找到理想的，有實用價值的拓撲材料體系有著重要的科學價值和廣闊的應用前景。

第一作者：唐峰通訊作者：萬賢綱第一單位：南京大學論文doi: 10.1038/s41586-019-0937-5

1.發展了一種對稱性指標，在所有的230種空間群內，所有可能的非磁性化合物中進行搜尋，發現上千種可能的拓撲材料。

2.重點強調了241種拓撲絕緣體以及692種拓撲半金屬。

第一作者：Tiantian Zhang, Yi Jiang, Zhida Song通訊作者：方辰，翁紅明第一單位：中科院物理所論文doi: 10.1038/s41586-019-0944-6

1.利用對稱性，發展了一種用來快速計算拓撲不變量的通用算法；

2.通過這個算法，在39519種晶體材料中找到了8,056餘種拓撲非平庸材料。

3.所有發現的材料資料庫可以在交互式網頁app上進行查詢，查詢網址：http://materiae.iphy.ac.cn/

萬賢綱

萬賢綱，南京大學物理學院教授，1990年至2000年在南京大學學習，獲得學士、碩士、博士學位。2001起在南京大學歷任講師，副教授，2010年任教授。主要學術成績為：提出了新型拓撲量子態—Weyl 半金屬，引發了國際上Weyl 半金屬的研究熱潮；發展了一套計算磁性相互作用的方法並確定多個複雜體系的基態磁構型；參與發展了symmetry indicators方法，並用其對所有非磁材料拓撲性質進行了判斷。獲得2014年度香港大學Daniel Tsui Fellowship。2015年獲得國家傑出青年科學基金；2016年被評為教育部長江學者特聘教授。

翁紅明

翁紅明，中科院物理所副研究員。2005年畢業於南京大學物理學系，獲博士學位，導師董錦明教授。2005年～2007年，日本東北大學金屬材料研究所博士後，獲2007年日本學術振興會（JSPS）博士後獎學金。2007年-2010年，日本北陸先端大任助理教授。2014年獲基金委優秀青年基金資助。研究領域：計算凝聚態物理。主要研究方向：第一性原理計算方法和程序發展，過渡金屬氧化物等磁性機理研究、非線性光學和磁光效應計算，拓撲量子態及拓撲材料計算研究等。迄今發表SCI論文60餘篇，包括1篇SCIENCE，3篇Nature子刊，5篇PRL，4篇PRX，MRS Bulletin和Advances in Physics受邀綜述各1篇等，總引用1400餘次。

來源 | 科學網，侯印國老溼

美編 | 喬奕瑋

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