新型二維拓撲絕緣體的結(jié)構(gòu)設(shè)計.pdf

1、拓撲絕緣體，由于其呈現(xiàn)內(nèi)部絕緣態(tài)而表面導(dǎo)體態(tài)的特殊特性，在新型器件中具有很優(yōu)越的前景，已經(jīng)成為凝聚態(tài)物理和材料物理界的研究重點。近些年來，凝聚態(tài)理論和計算物理角度研究拓撲絕緣體多數(shù)是研究設(shè)想材料是否具有特殊的拓撲序，比如:Z2特征數(shù)。
　　本工作是驗證設(shè)計具有Z2拓撲不變量的新型拓撲絕緣體。首先，本工作研究了利用海爾曼-費曼力的求解來計算聲子譜的相關(guān)算法。對于六角對稱性的晶體材料，還尤其利用了非對角矩陣拓展超胞的方法來增加所計算聲

2、子譜的精確度。計算聲子的工作為驗證設(shè)想材料能否穩(wěn)定存在，進而能否合成，提供了良好的基礎(chǔ)。其次，本工作設(shè)想了一種新型拓撲材料-△石墨缺。該材料與其他近似的同素異形體相比，能量較低，而且通過聲子譜驗證是一種可以穩(wěn)定存在的材料。由于該材料具有空間反演對稱性，可以利用Z2特征數(shù)的算法來驗證其拓撲性質(zhì)。通過Z2拓撲量的計算，驗證了該材料是一種新型拓撲絕緣體。除此之外，還利用了緊束縛模型來分析自旋軌道耦合效應(yīng)對能帶的影響，迸一步分析了該材料的拓撲性