7月4日，应我校物理学院邀请，重庆大学杨小龙教授在物理南楼二楼217会议室作题为“拓扑材料中的热输运：机制探索与调控新视角”的学术报告。报告会由戴宪起教授主持，学院相关专业教师和研究生参加了此次报告。
报告中，杨小龙教授首先介绍了拓扑能带结构调控热输运行为的研究背景。近年来，拓扑材料中的热输运问题已成为凝聚态物理与材料科学领域的重要研究方向。金属体系中的热输运通常由电子和声子共同贡献，但如何准确区分二者在热导率中的贡献一直是实验和理论研究中的关键问题。围绕这一科学问题，杨小龙教授介绍了团队基于第一性原理计算开展的系列研究工作。研究发现，多种拓扑半金属普遍表现出异常高的声子热导率，其原因在于拓扑能带结构使费米能级附近电子态密度较低，从而削弱电子-声子耦合，增强声子热输运贡献，并导致有效洛伦兹数明显偏离Wiedemann–Franz定律。
随后，杨小龙教授进一步介绍了拓扑半金属中反常热输运的微观机制。在CoSi等材料中，拓扑能带诱导的电子-空穴补偿可增强双极扩散效应，使电子热导率显著提高，并产生反常洛伦兹数。同时，团队揭示了TaAs/TaP体系中原子质量差增大导致声学–光学声子带隙扩展的机制，并据此预测了兼具超高热导率和超高载流子迁移率的拓扑半金属t-TaN。报告还重点讨论了拓扑声子态对热输运的调控作用。研究表明，在拓扑声子材料中，狄拉克、沙漏和节线等拓扑声子态能够通过提高声子群速度、抑制声子散射或增强类波声子输运等方式显著改变材料热导率。在外尔半金属TiO和高热导率半导体BAs中，外加单轴应变能够驱动拓扑声子相变，通过改变声子简并度并增加声子-声子散射通道，实现对热导率的大幅调控。上述研究表明，拓扑电子态与拓扑声子态均可深刻影响材料热输运行为，为热功能材料设计和热性质调控提供了新的物理图景。
报告结束后，与会师生围绕拓扑能带结构、声子热输运机制、Wiedemann–Franz定律偏离以及应变调控拓扑声子相变等问题积极提问，杨小龙教授结合相关研究工作逐一细致解答，并与师生进行了深入交流。本次报告内容前沿、逻辑清晰，使师生进一步了解了拓扑材料热输运领域的最新研究进展，拓宽了学术视野和科研思路。
专家简介：
杨小龙，重庆大学物理学院教授、博士生导师。2013年本科毕业于兰州大学，2019年于西安交通大学获博士学位，期间曾赴美国普渡大学联合培养。博士毕业后在深圳大学高等研究院从事博士后研究，2021年加入重庆大学物理学院。主要从事计算凝聚态物理研究，致力于凝聚态物质中电、热输运性质的理论研究。至今以第一作者或通讯作者发表SCI论文50余篇，包括Nat. Mater. 1篇、Phys. Rev. Lett. 1篇、Nat. Commun. 2篇、Appl. Phys. Rev. 1篇、Adv. Mater. 2篇、Phys. Rev. B 18篇，其中包括5篇Rapid Communications或Letters；3篇论文入选ESI高被引论文，论文引用3600余次，H因子29。先后主持国家自然科学基金青年项目、面上项目及新重庆青年创新人才项目等。
（物理学院 戴宪起）