Descripción del proyecto
La comprensión de la naturaleza de los efectos topológicos podría allanar el camino al diseño racional
La topología se ha convertido en un ámbito de investigación clave sobre la física de los materiales. Ejemplo de ello es el afán por comprender cómo pueden ciertos aislantes conducir electricidad a lo largo de una sola capa de átomos en su superficie. Los materiales topológicos parecen estar ocultos a simple vista y un descubrimiento reciente sugiere que puede existir una versión «frágil» de la topología en todos los materiales cristalinos. Sin embargo, apenas conocemos el origen microscópico de los efectos topológicos. El proyecto IPTM, respaldado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, está colmando esta laguna para predecir efectos topológicos basándose en las aportaciones de las interacciones cuánticas. Esto podría permitir dotar de nuevas funcionalidades a las futuras tecnologías cuánticas.
Objetivo
The recent classification of symmetry-indicated band structure topologies for all crystallographic structures has led to the prediction that one third of all materials are topological. We are thus at a very exciting crossroad where the theory of topological materials (TM) is gaining enough maturity to transform material science, opening the way to real settings and potential long term applications. There are however key challenges remaining for the building of efficient topological quantum devices. Indeed, little is known on the microscopic origin of topology in TM because (i) the general analytical conditions for nontrivial topology is unknown even for simple tight-binding models, (ii) there is a big jump in complexity towards the modeling of real materials (including all sub-lattices, orbitals, and spins), and (iii) the quantum interactions are hidden in the effective one-body (tight-binding) parameters. The aim of this “Inverse Problem for Topological Materials” (IPTM) proposal is to address these issues concretely and practically; (A) by establishing the inverse map for generic few-band lattice models, and then by refining to the most representative crystalline symmetric structures; (B) by establishing the inverse map in real settings through the state-of-the-art modeling of (families of) real materials from the combination of first principles computational results (Density Function Theory and optimized wannierization) and with lattice models systematically derived from group theory; (C) by extracting the contributions of the quantum interactions (electron-electron, electron-phonon, exchange) to the microscopic tight-binding parameters. Aiming at a fundamental understanding of topology in materials, this proposal aims to culminate in the prediction of completely new physics and functionalities, allowing the design of future quantum technology. Consequently this timely action is anticipated to start a new chapter in this active and impactful branch of science.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
Para utilizar esta función, debe iniciar sesión o registrarse
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
CB2 1TN Cambridge
Reino Unido