电子应用发展前景 拓扑电子态研究应用前景广阔

拓扑电子态研究应用前景广阔

【晒晒科技新成果】

光明日报记者 齐芳

未来，变革性技术会出现在哪个方向？

拓扑电子态及其材料研究，极有可能。

拓扑电子态是什么？中国科学院院士、中国科学院物理研究所所长方忠这样解释：“它是一大类新的量子物态，其研究对当前物理学的发展产生了深远影响，不仅深刻改变人类对物态的认识，也为变革性技术的出现提供新的可能。”

2023年度国家自然科学奖一等奖颁给了由方忠院士领衔的“拓扑电子材料计算预测”。

对普通人来说，拓扑电子态太难弄懂，但要说到新拓扑材料的可能用途，大家或许就能明白，为什么这个领域会成为国际凝聚态物理界竞争的焦点和热点。它能实现低能耗的电荷输运，用于开发低能耗的电子器件；它将为未来磁存储设备和量子计算机提供关键设备……

方忠领导的研究小组，是我国拓扑电子态及其材料研究的中坚力量。2003年起，研究团队从零起步、跟跑、并跑到交替领跑，独立做出若干具有国际影响力的工作——计算预测首个量子反常霍尔效应绝缘体、计算预测首个拓扑狄拉克半金属和首个外尔半金属、提出并实现判别拓扑性质的普适计算方法、建立拓扑材料数据库……在关键时间节点上，他们引领了学科的发展，将我国推到拓扑电子材料研究的世界前列。

中国科学院物理研究所研究员翁红明自2010年回国后，加入方忠团队，并成为核心人员之一。2013年，他和同伴在众多候选物中，经过计算分析，确认化合物砷化钽（TaAs）就是一直在寻找的非磁性外尔半金属。这一结果在国内外引起强烈关注，掀起实验验证外尔费米子的激烈竞争。最终，TaAs成为世界上首个经实验确认的外尔半金属。

那些伏案计算的日日夜夜、那些走了弯路的焦虑和失望、那些突破瓶颈的欣喜和鼓舞……如今再谈起，都已云淡风轻。翁红明更愿意谈的是科学本身：“我们的研究不仅在拓扑材料上取得突破，更为凝聚态物理发展提供了一种新的研究范式——通过计算研究来推动实验进展。”在他看来，物理固然是一门实验科学，但发展到现在，理论研究应该发挥更大的指导作用，计算研究能从浩如烟海的化合物中迅速筛选出最具潜力的材料，从而加速新物态和新材料的发现。“我们已经形成‘理论计算—样品制备—实验测量—器件开发’的全链条正反馈研究模式。应该说，这一研究范式引领并推动了拓扑电子态研究领域跨越式大发展。”

理论研究仍要加强，但下一步更要关注如何调控拓扑物态、利用拓扑物性为功能器件的应用奠定基础。方忠说：“前景广阔！我相信，拓扑电子态研究的大门刚刚打开，拓扑时代的黎明即将到来！”

《光明日报》（2024年08月11日 01版）

来源： 光明网-《光明日报》

拓扑电子态研究应用前景广阔

【晒晒科技新成果】

未来，变革性技术会出现在哪个方向？

拓扑电子态及其材料研究，极有可能。

拓扑电子态是什么？中国科学院院士、中国科学院物理研究所所长方忠这样解释：“它是一大类新的量子物态，其研究对当前物理学的发展产生了深远影响，不仅深刻改变人类对物态的认识，也为变革性技术的出现提供新的可能。”

2023年度国家自然科学奖一等奖颁给了由方忠院士领衔的“拓扑电子材料计算预测”。

对普通人来说，拓扑电子态太难弄懂，但要说到新拓扑材料的可能用途，大家或许就能明白，为什么这个领域会成为国际凝聚态物理界竞争的焦点和热点。它能实现低能耗的电荷输运，用于开发低能耗的电子器件；它将为未来磁存储设备和量子计算机提供关键设备……

方忠领导的研究小组，是我国拓扑电子态及其材料研究的中坚力量。2003年起，研究团队从零起步、跟跑、并跑到交替领跑，独立做出若干具有国际影响力的工作——计算预测首个量子反常霍尔效应绝缘体、计算预测首个拓扑狄拉克半金属和首个外尔半金属、提出并实现判别拓扑性质的普适计算方法、建立拓扑材料数据库……在关键时间节点上，他们引领了学科的发展，将我国推到拓扑电子材料研究的世界前列。

中国科学院物理研究所研究员翁红明自2010年回国后，加入方忠团队，并成为核心人员之一。2013年，他和同伴在众多候选物中，经过计算分析，确认化合物砷化钽（TaAs）就是一直在寻找的非磁性外尔半金属。这一结果在国内外引起强烈关注，掀起实验验证外尔费米子的激烈竞争。最终，TaAs成为世界上首个经实验确认的外尔半金属。

那些伏案计算的日日夜夜、那些走了弯路的焦虑和失望、那些突破瓶颈的欣喜和鼓舞……如今再谈起，都已云淡风轻。翁红明更愿意谈的是科学本身：“我们的研究不仅在拓扑材料上取得突破，更为凝聚态物理发展提供了一种新的研究范式——通过计算研究来推动实验进展。”在他看来，物理固然是一门实验科学，但发展到现在，理论研究应该发挥更大的指导作用，计算研究能从浩如烟海的化合物中迅速筛选出最具潜力的材料，从而加速新物态和新材料的发现。“我们已经形成‘理论计算—样品制备—实验测量—器件开发’的全链条正反馈研究模式。应该说，这一研究范式引领并推动了拓扑电子态研究领域跨越式大发展。”

理论研究仍要加强，但下一步更要关注如何调控拓扑物态、利用拓扑物性为功能器件的应用奠定基础。方忠说：“前景广阔！我相信，拓扑电子态研究的大门刚刚打开，拓扑时代的黎明即将到来！”

（本报记者 齐芳）

相关问答

应用电子技术专业面向现代电子技术行业,适应高科技电子产品和设备的生产、建设、服务和管理第一线需要,培养具有现代电子技术专业理论知识和应用能力,可从事现...

就业方向:可在高等业技术院校、中等教育等教育部门从子技术、电子信息工程方面的学科教学、科研、信息处理和管理工作。还可在电子产品设计与制造领...

学习电子技术应用在现代化生活中有着广泛的市场,学生毕业就业前景一片大好,各行各业都需要懂电子技术的人才,小到小区门禁,都是电子技术的应用。学习电子技术...

电子应用技术也是一个非常流行的行业,所以它的就业前景也是非常的广的。电子应用技术(专科)将来的就业前景广阔应用电子技术专业来说多数人认为还...

前景不错。应用电子技术专业就业前景未来的发展重点是电子信息产品制造业、软件产业和集成电路等产业;新兴通信业务如数据通信、多媒体、互联网、电话信息服...

就业前景还可以,因为电子时代太广了,领域也多,工资一般在大专1500左右本科比专科高一般在1800-2500的样子.现在也说不定了,我就学的这个专业,人才太多了,工资...

应用物理学专业就业前景比较好。应用物理专业毕业生今后可以在各级各类学校、科研院所从事物理学相关的教学、科研工作,还可以报名参加公务员、事业单位公开招...

电子商务发展前景好。电子商务专业是融计算机科学、市场营销学、管理学、经济学、法学和现代物流于一体的新型交叉学科。是伴随着近几年国内电子商务行业的发...

好大专应用电子技术专业是一个涉及到电子技术、计算机技术和通信技术等多个领域的专业。就业前景可以说是非常广阔的。随着物联网和智能制造的发展,应用电子...

这个专业非常好,很好就业。该专业毕业生具有宽领域工程技术适应性,就业面很广,就业率高,毕业生实践能力强,工作上手快,可以在电子信息类的相关企业中,从...