F（?）3m空间群拓扑Weyl半金属的电子性质研究

发布时间：2021-03-01 04:38

　　从量子霍尔效应发现到现在,拓扑材料的研究得到了迅猛发展,尤其是最近十年的时间,多种类型的拓扑材料被相继提出。如今,不仅是电子体系,在光子,声子,磁子等体系中,也引入了拓扑材料的概念。其中,拓扑电子材料是我们研究的重点。拓扑电子材料的边界态使得原本相对杂乱传输的电子更加的整齐。尤其是Weyl半金属的费米弧,作为一个高效的导电通道有望降低电子器件的热耗散。并且拓扑材料对于外界微扰的抵抗力也使得他们更加有应用价值。在拓扑材料的研究中,我们使用了第一性原理计算的方法来做数值模拟。数值模拟在凝聚态领域中是理论与实验之间紧密联系的纽带之一,三个支柱相辅相成,使得电子性质的研究更加清晰。我们基于第一性原理在F（?）3m空间群的晶体中预测了一个可能的无磁Weyl半金属CrAlTiV,结合之前他人预测的F（?）3m空间群的无磁Weyl半金属分别进行了k·p模型分析和能带表示的讨论。在第一章和第二章,首先,我们简要介绍了拓扑材料的发展历程,并在其中夹杂了拓扑能带论的基本知识。其次,我们对一些理论知识和计算方法进行了介绍。对于第一性原理依靠的密度泛函理论,我们介绍了Hartree-Fock理论,Thomas... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 量子霍尔效应与拓扑绝缘体
        1.1.1 量子霍尔效应
        1.1.2 量子反常霍尔效应与陈拓扑绝缘体
        1.1.3 量子自旋霍尔效应与Z2拓扑绝缘体
    1.2 Weyl半金属
        1.2.1 磁性Weyl半金属
        1.2.2 非磁性Weyl半金属
        1.2.3 第二类Weyl半金属
    1.3 本文的研究目的、方法及内容
第二章 理论基础
    1 密度泛函理论
        1.1 Hartree-Fock理论
        1.2 Thomas-Fermi理论
        1.3 Hohenberg-Kohn定理
        1.4 Kohn-Sham方程
        1.5 交换关联泛函
    2 Wannier函数
    3 Berry相
    4 计算工具
    5 小结
第三章 非磁性Weyl半金属CrAlTiV的电子性质研究
    1 引言
    2 晶体结构计算方法
    3 体电子结构
    4 拓扑表面态
    5 小结
第四章 Heusler家族216空间群Weyl点的k·p模型
    1 引言
    2 k·p分析有效哈密顿量
    3 小结
第五章 F（?）3m空间群的基本能带表示
    1 能带的表示
    2 F（?）3m空间群In STl的基础能带分析
    3 小结
第六章 结论和展望
    1 工作总结
    2 展望
参考文献
论文发表情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Topological nodal line semimetals[J]. 方辰,翁红明,戴希,方忠.  Chinese Physics B. 2016(11)



本文编号：3056951