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北京理工大学在拓扑电路和高阶拓扑态研究方面取得重要进展
日前，北京理工大学物理学院张向东教授课题组和信息与电子学院孙厚军教授课题组合作，在拓扑电路和高阶拓扑态研究方面取得重要进展。相关系列研究成果发表在近期的Phys.Rev.Lett.以及Phys.Rev.BRapidCommunications(Editor’sSuggestions)上，系列研究工作得到了国家自然科学基金委和国家重点研发计划的资助。
北京理工大学
2022-07-08
高阶拓扑奇宇称超导体
体-边对应关系是拓扑物态的一个基本特征。近期新发现的高阶拓扑物态由于呈现出新型的体-边对应关系而受到广泛关注。特别地，由于高阶拓扑超导体允许马约拉纳零模直接出现在二维和三维系统的边界上，这为寻找马约拉纳零模和实现拓扑量子计算提供了新的思路。近两年来，虽然已提出一系列实现高阶拓扑超导体的理论方案，但这些方案或要求超导转变前的正常态具有拓扑非平凡的性质，比如，拓扑绝缘体，或要求混合宇称的超导配对。如果正常态只是普通的金属，而超导配对只有奇宇称或偶宇称型的配对，是否能实现高阶拓扑超导体仍是一个重要的开放问题。
中山大学
2021-04-13
拓扑半金属中Weyl费米子湮灭
物理学研究的前沿之一是在凝聚态体系中寻找Dirac方程所描述的一些基本粒子。Dirac方程是具有狭义相对论协变性的波动方程，最早由英国物理学家Paul M. Dirac 于1928年构造，用于描述自旋为1/2的费米子，典型代表如电子。Dirac方程成功地预言了正电子的存在, 并于1932年被实验证实。Dirac方程有不同的等价表示，比如Dirac、Majorana和Weyl表示等，其对应的准粒子可以分别在不同的凝聚态体系中被实现，如石墨烯 (2010诺贝尔物理奖) 、拓扑绝缘体表面可以存在二维无质量的Dirac费米子和非常规超导体的边界可能存在Majorana费米子等。特别是，Dirac方程的三维无质量极限，对应Weyl费米子，可以在最新发现的拓扑半金属中被实现。 通过系统的计算和数据分析，证明了这个反常信号与Weyl费米子在强磁场下最低朗道能带打开能隙有关。在凝聚态物理中，能谱打开能隙和狄拉克型方程描述的准粒子获得质量是等价的，因而从理论上支持了Weyl费米子湮灭的结论。
南方科技大学
2021-04-13
动量拓扑诱导的光学牵引力
物理学院丁卫强教授团队在光操控研究中取得重要突破，提出运用背景结构动量辅助实现高效光学牵引力新方法，相关成果以《连续域中束缚态实现模式对称性辅助的光牵引》（Mode-Symmetry-Assisted Optical Pulling by Bound States in the Continuum）为题发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。该研究成果为光力研究提供新思路，对发展先进光操控技术具有重要价值。
运用光力可精准操控微纳物体，但传统光学操控仅能实现对物体的定点捕获，而对物体的平动自由度操控效率很低，如何实现“逆光而上”的光学牵引是面临的难题。针对该难题，丁卫强教授团队突破现有研究思路和研究方案制约，提出运用背景结构动量辅助实现高效光学牵引力的新方法，将传统方案中物体和光场二者之间的动量传递，推广到了物体、光场和背景结构三者之间。通过周期背景结构中连续域中束缚态这一特殊光学模式，将周期背景晶格的动量通过光场模式对称性调控传递给物体，实现了极高效率的光学牵引力，即使在光场被全反射的情况下依然能实现光学牵引，该机制实现的光力比已有结果增强了近一个数量级，且对物体参数变化不敏感。
哈工大为论文第一署名单位。哈工大物理学院博士研究生李航为论文第一作者，物理学院丁卫强教授、曹永印副教授，新加坡国立大学仇成伟教授为论文共同通讯作者。哈工大物理学院冯睿老师、博士研究生史博建、孙芳魁副教授，同济大学施宇智教授，中国科学技术大学陈杨教授，苏州大学高东梁教授，大连理工大学朱彤彤老师，东北林业大学汤冬华老师对论文发表作出重要贡献。
该研究获国家自然科学基金支持。
论文链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.253802
连续域中束缚态实现模式对称性辅助的光牵引
哈尔滨工业大学
2021-04-11
关于一维对称保护拓扑物态的研究
拓扑量子物相在过去十年里已发展成为凝聚态物理及超冷原子量子模拟的主流研究方向。 相关研究大大加深了对量子物质的基本理解。依据拓扑物态的存在是否依赖于系统的对称 特性，可将拓扑相分类成内秉拓扑物态和对称保护拓扑物相。前者不依赖于对称保护，而 后者需有对称保护才可稳定存在。其中，在一维量子系统中，已有理论表明拓扑相的存在 总是需要相关对称性的保护。对于自由费米子体系，基于熟知的 Artland-Zirnbauer 十重分 类的拓扑理论告诉我们，得到一维拓扑物相需要有类似于粒子-空穴对称的对称保护。在 合作小组完成的该篇文章中，他们发现一种新的并非由传统熟知的粒子-空穴或子晶格对 称保护的一维拓扑物相。该拓扑态被证明由一种隐藏的滑移镜像对称和非局域手征对称保 护。这超出传统的基于 Artland-Zirnbauer 十重类的拓扑分类理论的范畴。另外，这项工作 部分基于刘雄军等人较早期基于拉曼光晶格体系提出的 AIII 类拓扑物态（2013 年 PRL 工 作）。进一步，基于所实现的拓扑体系，他们理论预测、且实验观测到与量子体系拓扑特 征相关的两类基本量子动力学行为。这对研究拓扑体系的非平庸量子动力学带来启发。
北京大学
2021-04-11
新型拓扑材料外尔半导体的实验研究
近日，中国科大合肥微尺度物质科学国家研究中心国际功能材料量子设计中心和物理系中科院强耦合量子材料物理重点实验室曾长淦教授研究组与王征飞教授研究组实验与理论合作，首次在单元素半导体碲中发现了由外尔费米子主导的手性反常现象以及以磁场对数为周期的量子振荡，成功将外尔物理拓展到半导体体系。该研究成果在线发表在《Proceedings of the Natio
中国科学技术大学
2021-01-12
一种高压配电网拓扑简化方法
本发明公开了一种高压配电网拓扑简化方法，其包括以下步骤：读取SCADA数据库中记录有设定片区高压配电网中所有电网设备名称和所有电网设备的关联表的CIM/XML文件；导入从CIM/XML文件中待读取电网设备的设备清单；依据所述设备清单，读取CIM/XML文件中与所述设备清单相匹配的电网设备以及对应电网设备的设备状态；判断已读取的电网设备的电压等级，并将电网设备进行分类成高压侧电网设备和低压侧电网设备；依据高压侧电网设备运行状况、高压配电网布线走向，连接高压侧电网设备和低压侧电网设备形成简化的拓扑图。
四川大学
2016-10-11
声子拓扑材料的理论研究方面重要进展
课题组采用基于密度泛函理论的晶格动力学方法研究了碲化镉(CdTe)材料的声子谱（见图1(a)），通过系统分析发现在具有闪锌矿结构的II-VI半导体碲化镉中存在理想的第二类外尔声子（见图1(b)），并且发现这样的准粒子激发发生于声学支和光学支的交汇处。课题组随后根据二阶力常数矩阵构造类似于电子系统的Wannier紧束缚Hamiltonian，从而可以
南方科技大学
2021-04-14
级联直流变直流汇集并网拓扑及移相控制方法
新能源发电广泛通过交流母线接入柔性直流电网之后，并入交流大电网当中，即采用交流汇集，直流送出的形式。交流汇集侧由于与大电网相脱离，因而容易发生宽频振荡等稳定性问题，造成系统故障、停运、保护甚至烧毁设备等严重后果。系统稳定及振荡的问题成为限制新能源经柔直送出大规模并网的一个瓶颈问题。
采用直流汇集的方式能够有效改善交流系统当中的宽频振荡问题，提升新能源并网惠及发电的稳定性和可靠性，提出的技术解决方案提出了新能源发电，经级联直流，dc/dc变流器并网拓扑及移相控制方法，能够有效地改善新能源经柔直，汇集并网送出的稳定性和可靠性，并且通过一项控制的方法，可使输出的直流电流和电压更加平稳。
在级联DC/DC实现MPPT控制的基础上，针对独立输入串联输出的级联DC/DC系统结构在光照不均时不能实现均压的问题，以及DC/DC输出侧串联电压跨度大、并网电流纹波大的问题，在拓扑中增设LC滤波器，又提出一种组合电平法的移相控制策略，在保证传输线路电压稳定的同时，有效减少了并网电流的纹波。
创新点
针对模块化级联DCDC系统，当光照不均时，DCDC输入功率不同，由于输出侧串联，输入功率的不同会导致输出侧的均压问题，为此，在原有的DCDC拓扑基础上增加一个后级均压单元，由一个二极管和开关管组成，并且采用移相控制策略，可有效实现输入功率不同时，级联模块输出侧的均压稳流效果。
市场前景
新能源直流汇集直流升压是未来建设多电压等级直流电网的重要组成部分，其中升压变流器是其中的关键技术装备，因而其控制特性显著影响系统的持续稳定可靠运行。
应用案例
新能源直流升压汇集示范工程
华北电力大学
2023-07-20
一种实现现场总线拓扑结构实时重构的通信单元
本发明公开了一种实现现场总线拓扑结构实时重构的通信单元，包括第一、第二数据处理模块和二个端口，二个端口均设有接收模块和发送模块，其中任一端口的接收模块均通过第一数据处理模块或第二数据处理模块与另一端口的发送模块连接，在第一、第二数据处理模块之间设置有双向电子开关。本发明采用一个双向电子开关即可实现数据流向的灵活切换。具有双环结构的主从通信系统中采用两个处理模块，分别处理各自通信链路上的数据信息信号，真正提高了一次通信操作中的数据信息信号冗余度，实现数据信息信号双环结构。
华中科技大学
2021-04-14