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物性物理学:高品質なトポロジカル物質の完全なカタログ

Nature 566, 7745 doi: 10.1038/s41586-019-0954-4

今回我々は、最近開発されたトポロジカル量子化学と呼ばれる数学的表現を用い、新しいトポロジカル相を突き止めることを目的として、無機結晶構造データベースにおける「高品質」の物質(その原子位置と原子構造が極めて正確に測定されているもの)のハイスループット検索を行った。2万6938種の化学量論的物質の全ての対称性の全ての特性を計算するコードを開発し、3307種のトポロジカル絶縁体、4078種のトポロジカル半金属を見いだしたが、脆弱な相は見られなかった。我々は、これら7385種の物質に対して、いくつかの電子特性(バンドギャップと電子数)や対称性指標(symmetry indicator)などのトポロジカル情報を含む電子バンド構造を得た。今回の結果は、自然界の全ての物質の27%以上がトポロジカルであることを示している。我々は、あらゆる物質のトポロジーを確認し、今回の結果の再現を試みることのできるオープンソースコードを提供する。

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