碳具有大量的同素异形体形式，每种形态都具有由晶格结构和键合特征决定的独特性质。新碳相的发现，特别是为实验合成的碳结构确定新的碳相，在碳材料的研究中具有重要意义。对于许多情况，当几个竞争结构无法通过实验特征区分时，DFT计算对于澄清真实的基态结构是必不可少的。
最近，南昌工程学院与新加坡科技与设计大学、重庆邮电大学、江西师范大学和南京师范大学的研究组进行合作研究，提出了一种新的三维碳同素异形体——hC28。hC28在能量、动力学、热力学和力学上都具有非凡的稳定性。它在能量上比大多数其他合成或提出的碳同素异形体更稳定。该材料具有相对小的体积模量，但在高达2000K的温度下是热稳定的。作者们还系统地研究了几何结构，机械，X射线衍射和电子结构性质等。更特别的是该项工作在此材料中首次发现了无自旋轨道耦合情况下的二次色散费米子和双折射狄拉克费米子。此外，该材料还存在着其他类型的新奇演生费米子，如三重简并费米子。该项工作具有很大的新颖性和意义。它不仅发现了一种新的碳同素异形体形式，而且还为这种新材料揭示了显著的机械和电子结构特性，这可能为基础研究和实际应用铺平道路。
该工作主要由物理教研室胡军平博士完成，并发表于SCI一区杂志Carbon 141 (2019) 417-426（IF：7.082）。文章链接：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2018.09.027
图1 3D蜂窝碳同素异形体的晶格结构、hC28的能带结构及轨道投影态密度及二次色散费米子和双折射狄拉克费米子在kx-ky面的色散示意图
