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Découverte de matériaux nouveaux en Silico

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Description

Cette séance de cours de l'instructeur se concentre sur l'exploration computationnelle de nouveaux matériaux, en particulier la phase d'isolation de la salle de spin quantique dans les dichalcogenides métalliques de transition. La présentation se décline en protocoles de recherche à haut débit, en calculs des premiers principes à l'aide de DFT et de MBPT, et en prédictions théoriques et confirmations expérimentales de phases topologiques dans des matériaux tels que B-Bi4l4 et Weyl semimetals. La séance de cours couvre également les défis dans le calcul des écarts de bande et les implications des matériaux découverts sur le domaine de la physique de la matière condensée.

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Concepts associés (32)

Topological order

In physics, topological order is a kind of order in the zero-temperature phase of matter (also known as quantum matter). Macroscopically, topological order is defined and described by robust ground state degeneracy and quantized non-Abelian geometric phases of degenerate ground states. Microscopically, topological orders correspond to patterns of long-range quantum entanglement. States with different topological orders (or different patterns of long range entanglements) cannot change into each other without a phase transition.

Isolant topologique

Un isolant topologique est un matériau ayant une structure de bande de type isolant mais qui possède des états de surface métalliques. Ces matériaux sont donc isolants "en volume" et conducteurs en surface. En 2007, cet état de matière a été réalisé pour la première fois en 2D dans un puits quantique de (Hg,Cd)Te . Le BiSb (antimoniure de bismuth) est le premier isolant topologique 3D à être réalisé. La spectroscopie de photoélectrons résolue en angle a été l'outil principal qui a servi à confirmer l'existence de l'état isolant topologique en 3D.

Topological quantum computer

A topological quantum computer is a theoretical quantum computer proposed by Russian-American physicist Alexei Kitaev in 1997. It employs quasiparticles in two-dimensional systems, called anyons, whose world lines pass around one another to form braids in a three-dimensional spacetime (i.e., one temporal plus two spatial dimensions). These braids form the logic gates that make up the computer. The advantage of a quantum computer based on quantum braids over using trapped quantum particles is that the former is much more stable.

Physique de la matière condensée

La physique de la matière condensée est la branche de la physique qui étudie les propriétés microscopiques et macroscopiques de la matière dans un état dit « condensé ». Ce terme doit être entendu par opposition à d'autres états de la matière, plus dilués, tels que l’état gazeux et les plasmas, ou encore par opposition à l’étude des atomes ou molécules isolés ou peu nombreux. Son objet d’étude consiste donc principalement dans les solides, ce qui explique que cette branche de la physique a longtemps été désignée par le terme de « physique des solides ».

Effet Hall quantique fractionnaire

L'effet Hall quantique fractionnaire (en anglais, fractional quantum Hall effect : FQHE) est une version en mécanique quantique de l'effet Hall, mise en évidence dans les années 1980 par Horst Störmer et Daniel Tsui et explicitée par Robert B. Laughlin, co-lauréats du prix Nobel de physique de 1998. Lorsque le FQHE apparaît dans un système, celui-ci semble composé de particules possédant une fraction de la charge élémentaire. Le FQHE survient dans un gaz d'électrons bi-dimensionnel, lesquels sont en forte interaction.

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Séances de cours associées (64)

Matériaux topologiques : découvertes et design inédits

Explore la découverte et la conception de nouveaux matériaux topologiques, couvrant la chronologie, les modèles, les effets et les structures électroniques.

Phases des baies en physique de la matière condensée

Explore la théorie de la polarisation électrique et de la magnétisation orbitale dans la physique de la matière condensée, en mettant l'accent sur les aspects quantiques et les isolateurs topologiques.

Théorie fonctionnelle de la densité et modèles à inclinaison serrée

Explore la modélisation des matériaux multicouches 2D, des modèles à fixation serrée et de la conductivité électrique dans les matériaux, soulignant l'importance des symétries et des modèles réduits.

Matière active : Dynamique cellulaire et modélisation

Explore la dynamique cellulaire dans la matière active, en se concentrant sur la motilité, la polarité et les voies de signalisation dans les systèmes biologiques.

Explorer les phases topologiques 4D de la matière

Explore les phases topologiques 4D de la matière à travers la simulation quantique et discute des approches comme le pompage topologique et les dimensions synthétiques.

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Isolant topologique

Topological quantum computer

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