电子关联效应能够导致非常丰富的物理特性，一直是人们高度关注的热点和难点课题。电子的自旋轨道耦合也对材料的性质有特别的影响。5d元素既有着大的自旋轨道耦合，也有着不可忽略的电子关联作用。所以系统地研究5d过渡金属氧化物有重要的学术价值和巨大的应用前景。另外，具有烧绿石结构的过渡金属氧化物材料蕴含着非常丰富的物理特性，一直受到人们的高度关注，但是其有着磁阻错，所以有关的第一性原理数值计算的工作很少。最近中心万贤纲教授系统地研究了电子关联和自旋轨道耦合对烧绿石结构5d过渡金属氧化物性质的影响。
(i) 成功地预言烧绿石结构Ir氧化物的基态磁结构为全进或者全出的非共线、公度长程磁序（如图1）。寻找自旋阻错材料的基态磁构型是一个非常有挑战性的问题。这一理论预言引起人们的关注，立即被随后的多个实验证实。
图1 第一性原理优化计算所得的Y2Ir2O7磁结构：即全进或者全出。
图2 两个Weyl点相连形成有限长度的费米弧，这是这一拓扑量子体系的一个新颖性质。
(ii) 揭示这类5d过渡金属铱(Ir)化合物的性质是由2分量的Weyl点导致的， (这个和石墨烯不一样，在石墨烯里面有时间反演对称性，所以石墨烯里面的Dirac点是4分量的)。Weyl点一旦产生，就非常稳定，小的扰动不能把它消灭。只有2个具有相反手性的Weyl点相遇，Weyl点才能消失，材料变为绝缘体。这种2分量的Dirac 点有着非常奇异的物理性质：费米弧(即费米面不是一个闭合的圈，而是一个开放的线段。) （如图2） (iii) 拓扑绝缘体的一大特点就是它会有大的磁电响应。基于能带理论计算和模型分析，5d 过渡金属氧化物也有可能是一种能够表现出非常特别磁电性质的Axion绝缘体材料。（如图3）。 该项工作（Phys. Rev. B 83, 205101， 2011)）得到了好评：被Physical Review的编辑评为“one of the most exciting and important papers in Physical Review journals”。这一工作也被美国物理学会的Physics （Physics. aps. org）杂志上作为观点 （viewpoint） 撰文重点介绍（这个杂志每周在整个Phys. Rev. 系列杂志里选出1-3 篇论文作为viewpoint 重点介绍）。这一工作还被Science 中的一篇题目为"How Do You Want That Insulator?"的评论（Perspectives）引用，认为该工作是一个新的前沿。另据学术计量指标综合评定，该工作还荣获2011年度“中国百篇最具影响国际学术论文”。 该研究得到科技部973项目以及国家自然科学基金的资助。
图3 Y2Ir2O7的半定量相图。横轴为在位库仑交互作用大小，纵轴为磁场或者有效磁场。由于烧绿石Y2Ir2O7的基态自旋构型是全进全出，因此自旋是非共线的，只有在B很大时才出现铁磁共线自旋。因此，在B较低时，随U增大分别出现非共线金属、Weyl半金属和Mott绝缘体。有效磁场很大时对应铁磁金属相。