拓扑金属/半金属中与三重简并点相关的相及其演化

发布时间：2021-01-25 00:01

　　2016年,三位科学家因为在拓扑相变领域做出的重大贡献获得了诺贝尔物理学奖,这进一步引起了人们对拓扑材料研究的兴趣,其中拓扑金属及半金属由于其丰富的拓扑相更是成为了研究的热点。拓扑金属及半金属中的拓扑相主要有零维多重简并费米子（譬如,狄拉克和外尔费米子）,一维的节线/环等。它们展现出了新奇的物理现象,如负磁阻、手性磁效应以及反常霍尔效应等等,在新颖器件和量子信息技术等方面具有潜在应用价值。在目前对简单的拓扑金属/半金属相的研究基础上,本论文将对与三重简并点相关的多相共存的拓扑结构及其拓扑性质进行研究。本论文主要分为以下五个章节。第一章我们介绍了拓扑材料的主要类别并列举了具有代表性的拓扑材料。第二章我们介绍了研究中采用的理论原理及计算方法。第三章我们计算了 Ba3Si4的拓扑性质并证实了它是一个拓扑金属。在Ba3Si4中存在三种不同类型的拓扑相（不考虑自旋轨道相互作用）,它们分别是节点链网络、垂直穿插的节点环以及由一条节线连接的三重简并点。这些拓扑元素是由费米能级附近的三条能带所形成的交点构成的。在这个结构中,第一类、第二类以及第三类节点环共存,并且它们受不同的对称性保护。应力的作用会使... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?（ａ）?Ｂｉ２Ｓｅ３结构和（ｂ）布里渊区以及（ｃ）表面态［３Ｑ］

??表面态图如图１．１所示％：■。除了这些有趣的现象之外，这些关于拓扑绝缘体的特殊性??质的研宂为制备室温下低损耗的自旋量子器件开拓了新的道路。??（ａＵ?、（ｂ）??？??專＞??制＿??图１．１?（ａ）?Ｂｉ２Ｓｅ３结构和（ｂ）布里渊区以及（ｃ）表面态［３Ｑ］。??１．２拓扑半金属??随着对拓扑材料的深入研宄，人们开始思考这样一个问题：金属会不会也像绝缘??体一样有普通类和拓扑类之分？在它们中又会出现怎样奇特的物理现象呢？为了解答??这个问题，人们开始将拓扑材料的研究对象转移到半金属及金属上来。目前已知的拓??扑半金属根据能带交叉点的简并度及其在布里渊区里的分布主要分成三类：狄拉克半??金属［８，９１、外尔半金属以及节线半金属［１（）＿１３］，见图１．２。??（ａ）Ｅ?Ｗ?（ｂ）Ｅ?＼?／?＼?／?（ｃ）?＼Ａ／??ＦＸ?；Ａ＇Ａ?Ｅｆ）９（??ＤＳＭ?ＷＳＭ?ＮＬＳＭ??图１．２?（ａ）－（ｃ）分别是狄拉克半金属、夕卜尔半金属和节线半金属的能带结构％。??２??

图１．３中，图（ａ）是狄拉克半金属Ｎａ３Ｂｉ的结构图，图（ｂ）是该结构的布??里渊区图，从图（ｃ?


本文编号：2998168