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题名基于对称性指标预测拓扑材料
被引量：6
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作者
唐峰
万贤纲
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机构
南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室
南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心
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出处
《物理》
CAS
北大核心
2019年第6期341-356,共16页
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基金
国家重大研发计划(批准号:2017YFA0303203
2018YFA0305704)
+4 种基金
国家自然科学基金(批准号:11525417
11834006
51721001
11790311)
南京大学卓越研究计划资助项目
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文摘
拓扑材料是凝聚态物理和材料科学领域的前沿课题。随着理论方法的发展,最近人们在大规模筛选拓扑材料方向取得了多个进展。文章着重介绍作者基于对称性指标理论发展的根据在原子绝缘体基组展开系数高效判断材料拓扑性质的方法,以及相关的典型材料。人们预言的数千个新的拓扑体系为进一步深入研究拓扑材料提供了基础。
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关键词
拓扑量子体系
空间群及能带不可约表示
对称性指标理论
原子绝缘体基组
拓扑材料判定新方法
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Keywords
topological systems
space group and irreducible representation of energy band
symmetry-indicator theory
atomic insulator basis
new topological materials diagnosing algorithm
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分类号
O469
[理学—凝聚态物理]
TB30
[理学—电子物理学]
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题名基于扩散模型的高阶拓扑绝缘体实时设计
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作者
徐志昂
骆嘉晨
丁相贵
杜宗亮
郭旭
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机构
大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室
波士顿大学机械工程系
大连理工大学宁波研究院
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期1840-1848,共9页
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基金
国家自然科学基金(12002073,12372122)
辽宁省应用基础研究计划(2023JH2/101600044)资助项目。
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文摘
作为一种全新的波控工具,高阶拓扑绝缘体可以将能量鲁棒高效地局域化在低维空间,且对缺陷不敏感.在光子和声子系统中,高阶拓扑绝缘体的快速设计仍然是一项挑战.采用移动可变形孔洞法显式描述C4v对称的单胞构型,并结合能带理论和对称指标刻画其性能(拓扑性质和非平凡带隙宽度).在此基础上,构建了包含几何参数、无量纲化带隙宽度与拓扑性质指标的高阶拓扑绝缘体数据集,并提出了一种基于去噪扩散概率模型(denoising diffusion probabilistic model,DDPM)的实时设计框架.相比采用其他生成式模型的设计框架,DDPM有效避免了训练不稳定和生成保真度低等问题.该框架可以精准且快速地按目标需求或最大化带隙宽度逆向设计力学高阶拓扑绝缘体,在单机上生成所需设计的平均相对误差在3.5%以内,平均耗时仅需0.01 s,相比传统逆向设计方法效率提升6~7个数量级.通过使用Wasserstein距离度量逆向设计样本的多样性,该框架相较基于深度学习代理模型的优化设计结果,表现出更高的生成结果多样性.此外,所得设计具有显式描述的几何信息,可以直接与CAD/CAE软件结合,避免了隐式描述算法中的后处理步骤.这种基于DDPM的实时设计框架可扩展应用于多物理场拓扑材料和其他类型超材料的逆向设计,并为构建声子和光子拓扑材料的数据库提供了基础.
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关键词
高阶拓扑绝缘体
实时设计
去噪扩散概率模型
移动可变形孔洞法
对称指标理论
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Keywords
higher-order topological insulators
real-time design
DDPM
moving morphable voids
symmetry indicator theory
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分类号
O369
[理学—流体力学]
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