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凝聚态理论课题组在Lieb晶格的研究方面取得新进展

发布日期:2020-01-03   点击量:


Lieb晶格是一种重要的阻挫晶格,由于其具有Dirac锥形能带和平带交叉的奇异能带结构,在理论物理和强关联物理领域倍受关注。然而,除了少数人工材料和光子晶格,人们尚未在真实材料中发现Lieb能带结构。近年来,得益于化学合成、极端条件物性表征等方法的快速发展,在有机体系中寻找Lieb晶格(能带结构)成为可能。

近日,我院凝聚态理论课题组崔彬、刘德胜、解士杰等三位老师带领研究生郑兴稳与北京计算科学研究中心的黄兵研究员和王建峰博士合作,从简单模型出发,通过紧束缚模型分析探讨了Lieb晶格的电子结构和拓扑特性与晶格畸变的关系;然后基于第一性原理计算和结构搜索,证实了在两种已经合成的二维共价有机网络(sp2C-COF sp2N-COF)中可以实现畸变的Lieb晶格和能带,并解释了实验上观测到的,碘掺杂氧化实验(空穴掺杂)从而导致铁磁性相变的现象。通过进一步的测试计算,研究团队还预测这种晶格随着空穴浓度的升高还可以发生顺磁-铁磁-反铁磁态的相变。此项研究成果不仅证实了这种COF材料是畸变Lieb晶格的材料实现,同时还找到了一条调控有机材料拓扑性和磁性的新路径。相关研究结果以“Realization of Lieb Lattice in Covalent-organic Frameworks with Tunable Topology and Magnetism”为题发表在《自然通讯》上【Nature Communications, 11(1), 66, (2020)】。文章第一作者和第一通讯作者为崔彬, 山东大学为第一完成单位。该研究工作得到了国家自然科学基金,山东省自然科学基金和中国工程物理研究院挑战计划的资助。

我院凝聚态理论课题组长期从事有机半导体,分子电子学,有机自旋电子学等方面的理论研究,在低维有机体系中的电荷、自旋输运和元激发等方面取得了丰富的研究成果,近五年来已在Nature CommunicationsPhysical Review B, Journal of Physical Chemistry Letters, Organic Electronics等杂志发表数十篇论文。

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