Title

使用WannierTools计算真实材料的磁电输运性质

Speaker

Prof. Quansheng Wu

Institute of Physics, CAS 

Time

10：00am, November 4, 2025

Place

Material Science and Research Building B902

吴泉生，中科院物理所理论室特聘研究员。他于2013年获得中科院物理所博士学位，2015-2021年期间先后在苏黎世联邦理工学院（ETHZ）和洛桑联邦理工学院（EPFL）进行博士后研究，2021年年底获得海外国家人才计划加入物理所。他的主要研究领域是拓扑材料及其输运性质和机器学习在凝聚态中的应用。由他主导开发的WannierTools软件成为拓扑材料领域的重要工具，软件SCI引用超过2600次；所发表文章引用超过12000次。

Abstract

本报告将用一个多小时左右的时间来介绍一种磁场下非微扰的计算方法和WannierTools软件来计算真实材料的磁电输运性质。该方法结合了第一性原理计算方法和半经典玻尔兹曼输运理论用以定量计算磁电阻和Hall效应。将讨论拓扑平凡与拓扑材料中磁输运现象的不饱和磁阻效应，揭示了载流子补偿、开放轨道机制及费米面拓扑的关键作用。研究表明，理论预测与典型金属、半金属、外尔半金属和磁性材料等的低温实验结果高度一致；首次提出了霍尔电阻率的温度和磁场的标度律。提出新方法成功解释了磁性材料中复杂的磁阻和霍尔效应行为，与实验高度吻合，突显了费米面形状和洛伦兹力对磁输运性质的决定性作用。同时我们还将介绍磁场下的ρ-T曲线的奇异行为不再能用来判断金属、半导体或者绝缘体。最后我们会介绍一下磁输运性质在交错磁体候选材料RuO₂, CrSb, KV₂Se₂O等磁结构判断的应用。我们的研究为理解磁输运现象提供了新理论框架和计算软件WannierTools，并为电子结构表征开辟了新的路径。

参考文献：

[1]. Magnetoresistance from Fermi surface topology, SN Zhang, QS Wu*, Y Liu, OV Yazyev*, Physical Review B 99, 035142 (2019).

[2]. SN Zhang, Z Liu, H Pi, Z Fang, H Weng*, QS Wu*, Physical Review B 110, 205132 (2024)

[3]. Z. Liu, S. Zhang, Z. Fang, H. Weng*, QS. Wu*, Physical Review Research 6, 043185 (2024)

[4]. The inadequacy of the ρ-T curve for phase transitions in the presence of magnetic fields, SN. Zhang, Z. Fang, HM. Weng, QS. Wu*, The Innovation 6, 100837 (2025)

[5]. Colossal Magnetoresistance and Unusual Resistivity Behaviors in Magnetic Semiconductors: Mn3Si2Te6 as a Case Study, Z. Liu, Z. Fang, H. Weng*, QS. Wu*, arxiv: 2503.19029

[6]. SDW driven magnetic breakdown in a d-wave altermagnet KV2Se2O, X Yan, Z Song, J Song, Z Fang, H Weng, QS. Wu*, arXiv:2505.00074

[7]. WannierTools, https://www.wanniertools.org/