【摘要】：經(jīng)過最近十幾年的研究,拓?fù)湓谀蹜B(tài)領(lǐng)域已經(jīng)取得了豐碩的成果。其中,拓?fù)浒虢饘偈抢^拓?fù)浣^緣體之后成為大家關(guān)注的熱點(diǎn)之一。目前拓?fù)浒虢饘俅蠹易宄蓡T包括,Dirac半金屬,Weyl半金屬和拓?fù)涔?jié)線半金屬等等。那么在布里淵區(qū)具有不同幾何構(gòu)型的拓?fù)浒虢饘袤w系的邊界態(tài)的性質(zhì)如何,成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。比如,體態(tài)具有相反手征的Weyl點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生受拓?fù)浔Ｗo(hù)的費(fèi)米弧邊界態(tài),且在ARPES實(shí)驗(yàn)中也觀察到了費(fèi)米弧的存在。最近地,人們發(fā)現(xiàn)對(duì)于體態(tài)費(fèi)米面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一維的節(jié)線體系,由于受到特殊的PT對(duì)稱性保護(hù),其呈現(xiàn)出受拓?fù)浔Ｗo(hù)的鼓面狀邊界態(tài)。因此,無論是從理論模型的構(gòu)造,還是從第一性實(shí)際材料的預(yù)言,探索這一類具有不同拓?fù)錁?gòu)型的節(jié)線半金屬的物理性質(zhì)變得十分迫切和意義非凡。第一章對(duì)拓?fù)浯蠹易灞尘白隽撕喴U述,其中著重介紹了 Weyl(Dirac)半金屬的研究發(fā)展背景,并且引申到最近發(fā)現(xiàn)的拓?fù)涔?jié)線半金屬的相關(guān)進(jìn)展。第二章主要是利用傳輸矩陣,我們發(fā)展了一套解析求解半無限大的晶格緊束縛模型體系的邊界態(tài)的理論方法。通過討論與原薛定諤方程等價(jià)的系數(shù)參數(shù)方程,我們細(xì)致地分析了存在局域邊界態(tài)下的參數(shù)條件以及對(duì)應(yīng)的波函數(shù)的衰減形式。我們發(fā)現(xiàn)兩大類衰減形式的波函數(shù),平行和非平行模式。經(jīng)驗(yàn)證,此方法在不同邊界類型的2D(3D)石墨結(jié)構(gòu),Weyl半金屬和超導(dǎo)等體系應(yīng)用良好。第三章介紹的是在一個(gè)Weyl節(jié)線圈半金屬的理論模型的基礎(chǔ)上,我們發(fā)展出了 一套構(gòu)造具有PT對(duì)稱性保護(hù)的拓?fù)涔?jié)線圈體系的一般方法。該方法可以在一個(gè)理論框架下,實(shí)現(xiàn)拓?fù)渚W(wǎng)狀半金屬態(tài),Hopf環(huán)繞半金屬態(tài),拓?fù)滏湢畎虢饘賾B(tài)和非嵌套環(huán)繞態(tài)等多個(gè)拓?fù)浒虢饘佟Ｒ宰詈唵蔚膬蓚�(gè)節(jié)線圈模型為例,通過計(jì)算和比較上述不同拓?fù)浒虢饘賾B(tài)的邊界態(tài),發(fā)現(xiàn)他們都呈現(xiàn)出受手征保護(hù)的鼓面狀的邊界態(tài)。此外,通過加入磁場計(jì)算朗道能級(jí),發(fā)現(xiàn)Hopf嵌套的節(jié)線圈半金屬總是存在四重簡并的零能平帶,這個(gè)特點(diǎn)可以區(qū)分Hopf嵌套和非嵌套體系。第四章我們研究節(jié)線圈半金屬和正常金屬結(jié)之間的輸運(yùn)性質(zhì),主要探討了節(jié)線圈與界面的幾何位置因素和節(jié)線圈的自旋構(gòu)型因素對(duì)輸運(yùn)性質(zhì)的影響。第五章我們對(duì)本文的工作進(jìn)行了總結(jié),并提出幾個(gè)與拓?fù)涔?jié)線圈半金屬相關(guān)的開放性問題,為將來研究提供參考。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O469

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本文編號(hào)：2746960