Un catálogo completo de materiales topológicos de alta calidad

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Ciencias de los materiales
• Química Cuántica

Sus antecedentes:

• La química cuántica topológica proporciona un marco para clasificar las fases topológicas de la materia.
• Las búsquedas computacionales de alto rendimiento son cruciales para descubrir nuevos materiales con las propiedades deseadas.

Objetivo del estudio:

• Identificar nuevos materiales topológicos mediante la realización de una búsqueda de alto rendimiento dentro de la base de datos de la estructura cristalina inorgánica.
• Clasificar las propiedades topológicas de un gran conjunto de materiales estequiométricos.

Principales métodos:

• Desarrolló códigos computacionales para calcular caracteres de simetría para 26.938 materiales estequiométricos.
• Utilizó el formalismo de química cuántica topológica para analizar las simetrías de los materiales y las estructuras de banda electrónica.
• Busqué en la base de datos de la estructura cristalina inorgánica materiales de alta calidad con datos estructurales precisos.

Principales resultados:

• Se identificaron 3.307 aislantes topológicos y 4.078 semimetales topológicos.
• Encontró que más del 27% de todos los materiales exhiben propiedades topológicas.
• Proporcionó estructuras de banda electrónicas, bandgap e indicadores de simetría para 7.385 materiales topológicos.

Conclusiones:

• Una fracción significativa de los materiales naturales poseen propiedades topológicas.
• El código de código abierto desarrollado facilita la verificación y reproducción de las clasificaciones topológicas de materiales.
• Este trabajo amplía el panorama conocido de materiales topológicos y proporciona un recurso valioso para futuras investigaciones.