在本文中我們首先介紹了拓?fù)洳牧涎芯康陌l(fā)展歷史,并總結(jié)了典型拓?fù)洳牧系耐負(fù)湫再|(zhì)和拓?fù)洳蛔兞康挠?jì)算方法。然后我們介紹了第一性原理計(jì)算方法的發(fā)展歷史和瓦尼爾函數(shù)方法。接著我們重點(diǎn)研究了三類拓?fù)洳牧系耐負(fù)湫再|(zhì),具體包括:我們發(fā)現(xiàn)Ba3Cd2As4家族是一類拓?fù)渚�體絕緣體,它們有C2旋轉(zhuǎn)反常導(dǎo)致的拓?fù)浔砻鎽B(tài)和棱態(tài);我們發(fā)現(xiàn)一類新的狄拉克半金屬BaHgSn,它有沙漏形表面態(tài);結(jié)合實(shí)驗(yàn)觀測,我們研究了鐵磁外爾半金屬Co3Sn2S2的能帶結(jié)構(gòu)和光電導(dǎo)隨溫度的變化。這些研究揭示了拓?fù)洳牧系耐負(fù)湫再|(zhì)和光學(xué)效應(yīng),并為新型拓?fù)洳牧系念A(yù)言和研究提供了思路。在緒論中我們介紹了量子霍爾效應(yīng)(包括整數(shù)量子霍爾效應(yīng)、量子反�；魻栃�應(yīng)和量子自旋霍爾效應(yīng))、拓?fù)浣^緣體、拓?fù)渚�體絕緣體以及拓?fù)浒虢饘俚幕�礎(chǔ)理論,并總結(jié)了這些材料中拓?fù)洳蛔兞康亩�義和具體計(jì)算方法。然后我們介紹了利用第一性原理計(jì)算和對(duì)稱性指標(biāo)理論確定材料拓?fù)浞诸惡屯負(fù)洳蛔兞康姆椒?以及自動(dòng)化拓?fù)洳牧纤阉鞯牧鞒�。在�?jì)算方法部分,我們介紹了第一性原理方法的發(fā)展歷史,詳細(xì)介紹了密度泛函理論。我們還詳細(xì)介紹了廣泛使用的瓦尼爾函數(shù)方法。在拓?fù)洳牧嫌?jì)算中我們通常使用的是原子軌道...

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 量子霍爾態(tài)
        1.1.1 整數(shù)量子霍爾效應(yīng)
        1.1.2 量子自旋霍爾效應(yīng)
        1.1.3 量子反�；魻栃�應(yīng)
        1.1.4 量子霍爾態(tài)拓?fù)洳蛔兞?br>    1.2 拓?fù)浣^緣體
        1.2.1 拓?fù)浔砻鎽B(tài)
        1.2.2 Z₂拓?fù)洳蛔兞?br>    1.3 拓?fù)渚�體絕緣體
        1.3.1 邊界態(tài)和拓?fù)洳蛔兞?br>    1.4 拓?fù)浒虢饘?br>        1.4.1 狄拉克半金屬
        1.4.2 外爾半金屬
        1.4.3 節(jié)線半金屬
    1.5 通過第一性原理計(jì)算判斷材料的拓?fù)浞诸?br>        1.5.1 對(duì)稱性指標(biāo)理論
        1.5.2 拓?fù)洳牧献詣?dòng)化搜索
第2章 第一性原理計(jì)算理論和方法
    2.1 第一性原理計(jì)算主要發(fā)展歷史
        2.1.1 多粒子哈密頓量
        2.1.2 絕熱近似
        2.1.3 哈特利-�？私�似
        2.1.4 密度泛函理論
    2.2 瓦尼爾函數(shù)方法
        2.2.1 最局域瓦尼爾函數(shù)
        2.2.2 原子軌道瓦尼爾函數(shù)
        2.2.3 WannierTools軟件
第3章 C₂旋轉(zhuǎn)保護(hù)的拓?fù)渚�體絕緣體
    3.1 C₂旋轉(zhuǎn)反常與拓?fù)渚�體絕緣體
    3.2 晶體結(jié)構(gòu)
    3.3 計(jì)算方法
        3.3.1 第一性原理計(jì)算方法
        3.3.2 對(duì)稱性指標(biāo)計(jì)算方法
        3.3.3 嵌套Wilson loop方法
    3.4 結(jié)果分析和討論
        3.4.1 體態(tài)分析
        3.4.2 (001)和(010)表面的表面態(tài)分析
        3.4.3 (110)表面的表面態(tài)分析
        3.4.4 棱態(tài)分析
        3.4.5 不同應(yīng)力下的拓?fù)湎嘧?br>第4章 有沙漏費(fèi)米子的狄拉克半金屬
    4.1 沙漏費(fèi)米子
    4.2 晶體結(jié)構(gòu)
    4.3 計(jì)算方法
    4.4 結(jié)果分析和討論
        4.4.1 體態(tài)分析
        4.4.2 表面態(tài)分析
        4.4.3 (010)表面的費(fèi)米面和QPI圖樣
        4.4.4 (010)表面Wilson loop譜
第5章 鐵磁外爾半金屬Co₃Sn₂S₂的光電導(dǎo)研究
    5.1 計(jì)算方法
    5.2 結(jié)果分析和討論
        5.2.1 能帶結(jié)果分析
        5.2.2 光電導(dǎo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.2.3 光電導(dǎo)計(jì)算結(jié)果
        5.2.4 電子動(dòng)能的重整化
第6章 結(jié)論和展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：4049828