近十年來,拓?fù)潆娮硬牧现饾u成為凝聚態(tài)物理領(lǐng)域里一個(gè)研究熱點(diǎn),其中包括拓?fù)浣^緣體、拓?fù)渚w絕緣體、拓?fù)涑瑢?dǎo)體和各種拓?fù)浒虢饘�。這些拓?fù)洳牧现械耐負(fù)淞孔討B(tài)受了各種對(duì)稱性的保護(hù),所以它們的一個(gè)非常重要的特點(diǎn)就是拓?fù)湫再|(zhì)不受外界環(huán)境微擾的影響,這也為拓?fù)洳牧显谖磥碜孕娮訉W(xué)和拓?fù)淞孔佑?jì)算提供了潛在的應(yīng)用。近年來拓?fù)洳牧系睦碚摲治觥⒂?jì)算預(yù)言和實(shí)驗(yàn)進(jìn)展都取得了豐碩的成果,其中基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算在其中發(fā)揮了重要的作用,越來越多的新拓?fù)洳牧显诶碚撋媳活A(yù)言,然后得到后續(xù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在本論文中的一系列工作中,我們運(yùn)用第一性原理計(jì)算預(yù)測(cè)了幾種新的拓?fù)洳牧?這些新的拓?fù)湫再|(zhì)的材料為實(shí)驗(yàn)提供了指導(dǎo)和方向。本文的具體內(nèi)容安排如下:在第一章緒論中,我們介紹了拓?fù)湎嗟陌l(fā)展歷程,從量子霍爾效應(yīng)到拓?fù)浣^緣體,再到拓?fù)浒虢饘�。我們重點(diǎn)介紹了拓?fù)浒虢饘俚膶?duì)稱性和拓?fù)湫再|(zhì),其中主要包含Dirac半金屬、Weyl半金屬和節(jié)線態(tài)半金屬。在第二章中,我們介紹了基于密度泛函的第一性原理、最局域Wannier函數(shù)和k·p模型。在第三章中,我們理論上預(yù)測(cè)了一種半氫化半氟化鉍單層可以實(shí)現(xiàn)量子自旋霍爾效應(yīng),這種半氫化半氟化鉍是氫... 

【文章來源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 拓?fù)浣^緣體
        1.1.1 拓?fù)淠軒Ю碚?
        1.1.2 量子自旋霍爾絕緣體
        1.1.3 三維拓?fù)浣^緣體
    1.2 拓?fù)浒虢饘?
        1.2.1 Dirac半金屬
        1.2.2 Weyl半金屬
        1.2.3 節(jié)線態(tài)半金屬
        1.2.4 新型拓?fù)浒虢饘?
    1.3 本文主要結(jié)構(gòu)
第二章 計(jì)算方法
    2.1 第一性計(jì)算原理和密度泛函理論
        2.1.1 密度泛函理論
        2.1.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.1.3 Kohn-Sham方程
    2.2 Wannier函數(shù)和緊束縛近似模型
        2.2.1 布洛赫函數(shù)和Wannier函數(shù)
        2.2.2 最局域Wannier函數(shù)
    2.3 k·p模型
        2.3.1 k·p方程
        2.3.2 微擾方法
        2.3.3 不變量理論
第三章 半氫化半氟化鉍單層中的自旋谷性質(zhì)和量子自旋霍爾效應(yīng)
    3.1 簡(jiǎn)介
    3.2 計(jì)算方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 原子結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電偶極化
        3.3.2 電子結(jié)構(gòu)和谷極化性質(zhì)
        3.3.3 低能有效哈密頓量模型
        3.3.4 量子自旋霍爾效應(yīng)和拓?fù)溥吘墤B(tài)
    3.4 總結(jié)
第四章 五八環(huán)石墨烯中的第一類型和第二類型Dirac節(jié)線態(tài)
    4.1 簡(jiǎn)介
    4.2 計(jì)算方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 原子結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性
        4.3.2 電子結(jié)構(gòu)和邊緣態(tài)
        4.3.3 緊束縛近似模型
        4.3.4 實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)和表征
    4.4 總結(jié)
第五章 Dirac-Weyl半金屬：極化六角ABC晶體中共存Dirac和Weyl費(fèi)米子
    5.1 簡(jiǎn)介
    5.2 計(jì)算方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 六角ABC晶體結(jié)構(gòu)
        5.3.2 塊體和表面的電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)
        5.3.3 拓?fù)洳蛔兞康挠?jì)算
        5.3.4 有效哈密頓模型
        5.3.5 ABC中其他候選材料
        5.3.6 應(yīng)變和摻雜的調(diào)控
    5.4 總結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
插圖索引
表格索引
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文與研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]拓?fù)淞孔哟呋?TiSi家族的拓?fù)涔?jié)線態(tài)和潛在催化析氫性能（英文）[J]. 李江旭,馬會(huì),謝慶,封少波,Sami Ullah,李榮漢,董俊華,李殿中,李依依,陳星秋.  Science China Materials. 2018(01)



本文編號(hào)：3011802