一、课题组速览
万贤纲，南京大学物理学院教授、博士生导师，现任物理学院副院长。国家杰出青年科学基金获得者（2015年），教育部"长江学者奖励计划"特聘教授（2016年），中国物理学会2018—2019年度叶企孙物理奖获得者，首届腾讯基金会"科学探索奖"获得者（2019年），第二届全国创新争先奖获得者（2020年），2024年入选美国物理学会会士（APS Fellow）。课题组隶属于南京大学固体微结构物理国家重点实验室和人工微结构科学与技术协同创新中心，研究方向为计算凝聚态物理与拓扑量子材料设计，2026年通过物理学院博士研究生"申请-考核制"持续招生。
二、学术背景与研究脉络
万贤纲本科、硕士、博士均在南京大学完成，2001年留校任教，2005至2007年赴美国加州大学戴维斯分校做访问研究。其早期研究聚焦5d过渡金属氧化物的强关联电子物理。2011年与合作者在 Phys. Rev. B 发表论文，首次在实际材料（烧绿石结构铱氧化物）中预言了一种新型拓扑量子态——外尔（Weyl）半金属。这篇论文（Phys. Rev. B 83, 205101）据Google Scholar统计引用超过5500次，被 Phys. Rev. B 创刊50周年里程碑论文收录，被美国物理学会 Physics 杂志作为Viewpoint撰文评论，被广泛认为把拓扑非平庸电子态由绝缘体推广到了半金属，开辟了"外尔半金属"这一独立研究领域。此后该团队的研究重心从单一材料预言扩展为系统化的拓扑材料筛选与理论方法建设。
三、所在领域的三条主流路线
拓扑材料是过去十年凝聚态物理最活跃的前沿领域之一。2016年诺贝尔物理学奖授予三位理论家，以表彰他们对物质拓扑相及拓扑相变的理论贡献。国内拓扑物理研究大致可分为三条主线：
| 路线A · 材料预言与设计
代表团队包括中科院物理所方忠、翁红明团队，南京大学万贤纲团队，以及普林斯顿大学Bernevig组等国际合作网络。核心任务是从海量晶体数据库中识别拓扑非平庸材料，方法工具为第一性原理电子结构计算加对称性分析。 |
| 路线B · 样品生长与输运表征
广泛分布于中国科学技术大学、复旦大学、南方科技大学、物理所等单位。核心任务是在实验上合成理论预言的拓扑材料，测量其异常霍尔效应、手性反常、费米弧表面态等输运与谱学特征。 |
| 路线C · 拓扑与强关联交叉
关注拓扑超导、轴子（Axion）绝缘体、高阶拓扑绝缘体、拓扑与磁性耦合体系等。理论门槛与实验难度均较高。南京大学温锦生与万贤纲合作团队在拓扑超导方向亦有工作发表。 |
万贤纲课题组的位置偏向路线A，同时向路线C延伸。该团队的独特贡献在于把对称性指标理论与第一性原理计算深度结合，发展出可在全部230个空间群中自动识别拓扑材料的方案，并基于此维护公开的拓扑材料数据库（ccmp.nju.edu.cn），这在国内外同类团队中属于少数的"平台型"路径。
四、近2年代表性论文
以下列出该课题组近2年在 Physical Review 系列期刊发表的代表性工作，仅做宏观描述，不展开具体技术细节，论文细节请以原文为准。
| [1] Ivanov V., Wan X., Savrasov S.Y. Antiferromagnetic topological metal near the metal-insulator transition in MnS₂.Phys. Rev. B 109, 245121 (2024-06-14)。该工作研究反铁磁半导体MnS₂在压力作用下的拓扑相变，预言压力驱动的能带反转过程中可能出现反铁磁Z₂拓扑金属相与外尔金属相，提出MnS₂作为反铁磁自旋电子学候选材料的可能性。 |
| [2] Ivanov V., Borkowski L., Wan X., Savrasov S.Y. Absence of backscattering in Fermi-arc mediated conductivity of the topological Dirac semimetal Cd₃As₂.Phys. Rev. B 109, 195139 (2024-05-10)。该工作研究拓扑狄拉克半金属Cd₃As₂薄膜的费米弧表面态输运行为，指出其反向散射抑制机制不同于外尔半金属和拓扑绝缘体，为高迁移率狄拉克半金属器件设计提供了新思路。 |
| [3] Tang F., Wan X. Group-theoretical study of band nodes and the emanating nodal structures in crystalline materials.Quantum Frontiers (2024-12)。该工作系统总结晶体材料中能带节点及其衍生结构的群论分类方法，基于1651个磁空间群的不可约共表示矩阵，为大规模拓扑半金属预测提供了系统化工具。 |
| [4] Kong X.X., Fan D., Wan X., Tang F. Phonon realization of real triple points.Phys. Rev. B (2024-11)。该工作把电子拓扑概念推广到声子系统，讨论声子体系中"三重点"的实现条件，把拓扑理论工具从电子推广到元激发。 |
此外，2024年万贤纲本人入选美国物理学会会士（APS Fellow），这是国际物理学界对其学术贡献的重要认可。
五、课题组在领域内的位置
综合上述研究脉络，万贤纲课题组在国际拓扑物理学术地图上的位置可概括为"外尔半金属概念的开拓者之一 + 拓扑材料系统化预言方法的建立者之一"。在国内，该团队与中科院物理所方忠/翁红明团队同属拓扑材料理论预言的第一梯队。在国际上，其"渔网式搜索"思路与哈佛大学Ashvin Vishwanath组、普林斯顿大学Bernevig组构成拓扑材料理论筛选领域的主要合作与竞争网络。课题组所依托的固体微结构物理国家重点实验室和人工微结构协同创新中心，是国内凝聚态物理最重要的研究平台之一。
六、可延伸的研究计划方向
基于课题组近2年的工作方向，可继续推进的研究问题至少包括以下五条，申请人撰写研究计划时可从中选择一个切入口：
| ① 磁拓扑材料与反铁磁自旋电子学的交叉——借助压力、应变等外场调控磁拓扑相的相变过程，探索其在信息器件中的潜在应用。 |
| ② 声子拓扑与热输运异常——将电子拓扑的理论工具推广到声子系统，研究拓扑声学、热霍尔效应与声子费米弧的实验实现路径。 |
| ③ 拓扑超导候选材料的系统筛选——以对称性指标方法为工具，在大规模数据库中寻找可能的拓扑超导体，与实验组的样品生长相配合。 |
| ④ 二维磁性拓扑材料的设计——在单层/少层体系中预测具有高外场可调性的拓扑相，为低维器件提供候选材料。 |
| ⑤ 自旋群对称性在凝聚态体系中的应用——这一方向在2022—2024年由万贤纲与南方科技大学刘奇航等合作者共同推动，是传统磁空间群理论的自然延伸，适合理论方向博士生切入。 |
七、申请建议
南京大学物理学院博士招生采取"申请-考核制"，材料评议是关键环节。从公开的学生背景看，典型申请人具备物理学或材料学本科/硕士背景，熟悉第一性原理计算工具（VASP、Wannier90、QuantumESPRESSO等），有较好的群论与凝聚态理论训练。建议拟申请人在套磁前至少精读三份内容：2011年外尔半金属奠基论文（Phys. Rev. B 83, 205101）、2019年 Nature 正刊的拓扑材料系统搜索论文，以及课题组近2年在 Physical Review B 的最新工作。研究计划若能明确"拓扑+X"的交叉方向（X可为磁性、超导、自旋电子学、声子、低维体系），会比泛泛讨论拓扑分类更具竞争力。
八、主要参考文献
[1] 南京大学物理学院教师主页："万贤纲"页面，physics.nju.edu.cn，检索日期2026-04-12
[2] 南京大学拓扑材料资源库课题组页面，topgen.nju.edu.cn，检索日期2026-04-12
[3] Wan X., Turner A.M., Vishwanath A., Savrasov S.Y. Topological Semimetal and Fermi-Arc Surface States in the Electronic Structure of Pyrochlore Iridates.Phys. Rev. B83, 205101 (2011)
[4] Tang F., Po H.C., Vishwanath A., Wan X. Comprehensive search for topological materials using symmetry indicators.Nature566, 486 (2019)
[5] Ivanov V., Wan X., Savrasov S.Y. Antiferromagnetic topological metal near the metal-insulator transition in MnS₂.Phys. Rev. B109, 245121 (2024)
[6] Ivanov V., Borkowski L., Wan X., Savrasov S.Y. Absence of backscattering in Fermi-arc mediated conductivity of the topological Dirac semimetal Cd₃As₂.Phys. Rev. B109, 195139 (2024)
[7] Tang F., Wan X. Group-theoretical study of band nodes and the emanating nodal structures in crystalline materials.Quantum Frontiers(2024)
[8] 南京大学新闻网"《Nature》正刊刊登南京大学万贤纲团队研究成果"报道，nju.edu.cn
[9] 百度百科"万贤纲"词条，检索日期2026-04-12
[10] 国家杰出青年科学基金委员会公示信息；教育部长江学者奖励计划入选名单；腾讯基金会"科学探索奖"官网
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