层状过渡金属硫族化合物拓扑电子性质的理论研究

发布时间：2023-04-09 21:06

　　在凝聚态和材料物理的研究中,二维层状材料因其丰富奇特的性质和广泛的潜在应用价值引发了人们雨后春笋般的关注;以石墨烯、黑磷、硅烯、Bi₂Se₃、过渡金属硫族化合物(TMDs)、单层Fe Se等为代表的低维材料,展现出谷自旋电子学、整数和分数量子霍尔效应、拓扑绝缘体、拓扑半金属、非常规超导等一系列新奇的量子现象。这些新奇的量子现象将来有可能在微纳米能源电子器件、光电子器件、量子计算等领域有着巨大的运用价值。其中,TMDs除了在电子、光学、机械、化学和催化等领域展现出的独特的物理、化学性质,而且在非常规能带结构的拓扑材料领域也蕴含着潜在的研究价值。半金属材料作为极具应用前景的自旋电子学材料,发展至今,越来越多的拓扑材料涌现到人们眼前,但理想的拓扑Weyl半金属却仍然缺乏,因此继续搜寻新的拓扑Weyl半金属材料和有效地调控已有的Weyl半金属材料成为人们获取理想半金属的两种主要手段。本文结合第一性原理计算和Wannier基的紧束缚方法首先提出了两类过渡金属单硫族化合物中拓扑半金属的候选材料:MTe(M=W,Mo)和W₂XY(X,...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 拓扑量子材料简介
        1.2.1 拓扑绝缘体
        1.2.2 拓扑半金属
    1.3 过渡金属硫族化合物简介
    1.4 拓扑半金属的研究现状
    1.5 本文的研究目的、方法及研究内容
        1.5.1 研究目的及研究方法
        1.5.2 研究内容
第2章 基本理论
    2.1 引言
    2.2 密度泛函理论
        2.2.1 Kohn-Sham方程
        2.2.2 交换关联泛函
    2.3 拓扑与对称性
        2.3.1 能带反转机制
        2.3.2 体边对应关系
    2.4 本文所用的软件与工具
        2.4.1 VASP
        2.4.2 Wannier Tools
第3章 过渡金属单硫族化合物拓扑电子性质的研究
    3.1 引言
    3.2 MoTe和 WTe拓扑电子性质的研究
        3.2.1 研究背景
        3.2.2 理论模型与方法
        3.2.3 结果与讨论
        3.2.4 本节小结
    3.3 W₂XY(X,Y= S,Se,Te,X≠Y)拓扑电子性质的研究
        3.3.1 研究背景
        3.3.2 理论模型与方法
        3.3.3 结果与讨论
    3.4 小结
第4章 过渡金属二硫族化合物MoTe₂拓扑电子性质的有效调控
    4.1 引言
    4.2 Td相MoTe₂拓扑电子性质的有效调控
        4.2.1 研究背景
        4.2.2 理论模型与方法
        4.2.3 结果与讨论
        4.2.4 本节小结
    4.3 扭转2H相MoTe₂电子性质的研究
        4.3.1 研究背景
        4.3.2 理论模型与方法
        4.3.3 结果与讨论
        4.3.4 小结
第5章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、硕士期间完成的论文以及参与的科研项目



本文编号：3787733