新型材料的物性和應(yīng)用研究是凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的重點。具有非平庸拓?fù)淠軒ЫY(jié)構(gòu)的拓?fù)潆娮硬牧?在邊緣(二維系統(tǒng))或表面(三維系統(tǒng))會出現(xiàn)新奇的電子態(tài),例如:拓?fù)浣^緣體能隙中自旋分辨且具有線性色散關(guān)系的手性金屬態(tài)、拓?fù)銬irac/Weyl半金屬表面的費米弧和拓?fù)鋘odal line半金屬的鼓膜表面態(tài)等。拓?fù)潆娮硬牧嫌捎谔厥獾哪軒ЫY(jié)構(gòu)和拓?fù)涮匦?會表現(xiàn)出新奇的量子現(xiàn)象,是近十年來凝聚態(tài)物理領(lǐng)域研究的一個熱點。另一方面,2008年超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度高于40K的鐵基超導(dǎo)材料的發(fā)現(xiàn),在凝聚態(tài)領(lǐng)域再次掀起了高溫超導(dǎo)的研究熱潮,至今已整十年時間。鐵基超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)為理解高溫超導(dǎo)電在拓?fù)潆娮硬牧虾丸F基高溫超導(dǎo)的理論研究中,基于密度泛函理論的第一性原理計算被廣泛的應(yīng)用,在解析電子結(jié)構(gòu)、確定磁性基態(tài)、預(yù)言新材料等方面都起到了至關(guān)重要的作用。本論文運用第一性原理計算方法和k·p有效模型,在拓?fù)潆娮硬牧虾丸F基高溫超導(dǎo)方面開展了一些研究工作。具體內(nèi)容如下所述:預(yù)言了三元過渡金屬氮化物ScTaN₂是三維拓?fù)銬irac半金屬,并研究了該材料在破壞時間反演和C₃旋轉(zhuǎn)對稱性的拓?fù)湎嘧儭cTa...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1導(dǎo)體和非導(dǎo)體的能帶模型

第一章緒論究固體中電子運動的主要理論，它的成功之處就在于用固體為什么會有導(dǎo)體和非導(dǎo)體之分，有力地推動了凝聚理論中導(dǎo)體和非導(dǎo)體的能帶模型，在非導(dǎo)體中，電子恰的各帶全部是空的，因為滿帶不產(chǎn)生電流，所以盡管存中，除去完全充滿的一系列能帶外，還有只是部分被電到導(dǎo)電的作用[1,2]。

圖1-2量子自旋霍爾效應(yīng)邊界態(tài)示意圖

于石墨烯本身的自旋軌道耦合作用非常弱，系統(tǒng)驗很難在石墨烯中觀測到量子自旋霍爾效應(yīng)。200，在一定厚度的HgTe/CdTe量子阱中，由于HgT道耦合作用下出現(xiàn)能帶反轉(zhuǎn)，系統(tǒng)進入非平庸拓圖1-3給出了HgTe和CdTe的能帶結(jié)構(gòu)以及Hg國的實驗組在HgTe/Cd....

圖1-3(a)HgTe和CdTe在Γ點處的能帶結(jié)構(gòu);(b)HgTe/CdTe量子阱示意圖

國的實驗組在HgTe/CdTe量子阱中觀測到了自旋應(yīng)效應(yīng)的存在[13]。2008年，張首晟教授研究組實現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)[14]，也得到了實驗的證實[的分子束外延生長技術(shù)和超低的實驗溫度，嚴(yán)苛的的困難也降低了應(yīng)用的可能。圖1-2量子自旋霍爾效應(yīng)邊界態(tài)示意圖[11]。

圖1-4（a）Sb的能帶結(jié)構(gòu)；（b）Bi的能帶結(jié)構(gòu)

拓?fù)浣^緣體[38]。圖1-4給出了單質(zhì)Sb和Bi的能帶結(jié)構(gòu)，可以看出它們都譜結(jié)構(gòu)，在T點存在一個空穴型的費米面，在L點存在一個電子型費米面屬性質(zhì)。付亮等人的研究發(fā)現(xiàn)，Bi1-xSbx合金的能帶隨著摻雜濃度x的變化能隙先閉合后打開的現(xiàn)象。如圖1-5所示，....

本文編號：3970257