拓扑材料NbGeSb和KHgSb的第一性原理及电学输运性质研究

发布时间：2025-03-19 01:46

　　随着信息化时代的快速发展,寻找低能耗、高密集、高传输的电子材料已成为电子信息器件的核心问题。在寻找新材料的过程中,材料科学与凝聚态物理的融合为人们研究和开发新材料提供了新的道路。近年来,凝聚态物理与“拓扑”概念的融合使人们意识到材料电子结构中的拓扑性或许可以实现具有卓越物理性能的电子器件的制备。在寻找新型拓扑量子材料中通过理论计算与实验验证等手段,人们顺利的发现了诸如巨磁阻现象、金属-绝缘体相变等各项新奇的物理特性,但目前对于新奇物理特性的理解和应用还远远达不到人们的需求,因此,探究新型拓扑量子材料中的物理性质尤为重要。本论文首先通过第一性原理计算研究了新型拓扑半金属NbGeSb材料的能带结构,通过对体态的态密度、能带结构、费米面及表面态的研究,发现NbGeSb能带结构中非平庸的拓扑性质,能带反转导致能带交叉,在杂化间隙范围内表现出很大且不寻常的非对称性,相比于ZrSiS具有更加丰富和复杂的能带结构,并且能带结构进一步表明NbGeSb具有良好的金属行为,同时费米面的三维性质NbGeSb晶体输运性质具有良好的三维特征,不同终止面的表面态中也发现了性质完全不同的表面电子结构特征,具有新奇的物...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1a)球体(g=0);b)圆环(g=1)通过亏格g来区分拓扑性质

数学几何问题中几何图形经过连续的变形之后某些数目依旧保持不变的特性，如图1-1所示，圆球与圆环之间的拓扑特征完全不同的原因在于圆球可以通过任意变换为圆碗或者圆盘等等图形，圆环可以任意变换为具有更深厚度的圆环等，但是唯一保持不变的是它们这两种图形所具有的孔的数目，在具有不同孔的数目....

图1-2按照能隙大小分类的拓扑材料的能带结构示意图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-2按照能隙大小分类的拓扑材料的能带结构示意图1.3拓扑绝缘体1.3.1拓扑绝缘体概述拓扑绝缘体相比于日常提到的绝缘体有着完全不同的性质，普通的绝缘体是具有一个较大的能隙，展现出不导电的状态，而对于拓扑绝缘体而言，虽然它的整体也是绝缘状态，....

图1-3拓扑绝缘体形态示意图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-2按照能隙大小分类的拓扑材料的能带结构示意图1.3拓扑绝缘体1.3.1拓扑绝缘体概述拓扑绝缘体相比于日常提到的绝缘体有着完全不同的性质，普通的绝缘体是具有一个较大的能隙，展现出不导电的状态，而对于拓扑绝缘体而言，虽然它的整体也是绝缘状态，....

图1-4不同分类的材料的能带对比图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-图1-2按照能隙大小分类的拓扑材料的能带结构示意图1.3拓扑绝缘体1.3.1拓扑绝缘体概述拓扑绝缘体相比于日常提到的绝缘体有着完全不同的性质，普通的绝缘体是具有一个较大的能隙，展现出不导电的状态，而对于拓扑绝缘体而言，虽然它的整体也是绝缘状态，....

本文编号：4036504