声子涌现粒子与手性声子目录：对称性分类与材料数据库调查
材料科学
2026-01-27 v1 超导电性
摘要
手性和拓扑是自然界中根本且普遍的特性。对称性已被证明是预测拓扑声子的强大工具。然而，迄今为止，声子涌现粒子（EMPs）尚未在材料数据库中系统编目。此外，传统对称方法常不足以预测手性声子，因为实际计算即使在对称分析允许声子手性时也可能得出负面结果。首先，我们建立了完整的对称性分类：给定任意空间群和占据 Wyckoff 位（WYPOs）的原子位置，所有（共）不可约表示（（共）irreps）（可容纳EMPs）的出现次数可以在进行昂贵且取决于参数的计算之前得到明确无遗漏的结果。此外，是否属于一个（共）irreps的声子模式是否也可以从占据的WYPOs中确定。随后，我们进行材料数据库调查，识别出超过2500万个在高对称点和沿高对称线上的EMPs，并计算每个模式的声子角动量具体值。我们展示了两项主要应用：识别具有表面手性动量锁定的理想材料，以及识别具有巨型声子磁矩的材料。所有计算数据已编译到网站：http://phonon.nju.edu.cn，旨在激励未来对拓扑声子和手性声子的研究。
引用
@article{arxiv.2601.17353,
title = {Catalog of phonon emergent particles and chiral phonons: Symmetry-based classification and materials database investigation},
author = {Houhao Wang and Dongze Fan and Hoi Chun Po and Xiangang Wan and Feng Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.17353},
year = {2026}
}
备注
main text: 9 pages, 3 figures, 2 tables; see Ancillary files for supplementary materials (1117 pages, 9 figures)