磁掺杂拓扑绝缘体拓扑性质研究及新型拓扑材料的寻找PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 拓扑绝缘体简介 3

1.3 二维拓扑绝缘体 4

1.3.1 二维拓扑绝缘体——石墨烯 4

1.3.2 二维拓扑绝缘体——HgTe量子阱 7

1.3.3 二维拓扑绝缘体——第二类半导体异质结 11

1.4 三维拓扑绝缘体 12

1.4.1 强拓扑绝缘体 13

1.4.2 弱拓扑绝缘体 22

1.5 磁性掺杂的拓扑绝缘体 23

1.5.1 磁性掺杂的二维拓扑绝缘体 25

1.5.2 磁性掺杂的Bi2Se3族材料薄膜 27

1.6 论文结构和主要内容 29

第2章 理论方法 31

2.1 引言 31

2.2 绝热近似 32

2.3 哈特里-福克近似 34

2.3.1 哈特里方程 34

2.3.2 福克近似 35

2.4 密度泛函理论 36

2.4.1 Hohenberg-Kohn定理 36

2.4.2 Kohn-Sham方程 37

2.4.3 交换关联泛函 38

2.5 最大局域化瓦尼尔函数 40

第3章 Cr掺杂的Bi2Se3薄膜的磁性质 45

3.1 引言 45

3.2 计算方法 46

3.3 MBE方法生长的Cr掺杂Bi2Se3薄膜 46

3.3.1 实验发现与困境 47

3.3.2 理论模拟和物理图像 51

3.4 Cr沉积的Bi2Se3表面 56

3.4.1 实验发现 57

3.4.2 理论模拟和物理图像 59

3.5 本章小结 62

第4章 Cr掺杂的Bi2Te3和Sb2Te3薄膜的拓扑性质 65

4.1 引言 65

4.2 实验发现 66

4.3 计算方法 68

4.4 Cr掺杂4QLSb2Te3薄膜的电子结构和拓扑性质 69

4.5 自旋极化的双折射 76

4.5.1 自旋分辨的量子聚焦 79

4.5.2 自旋分辨的量子幻影 80

4.6 本章小结 82

第5章 Cr掺杂的Bi2（SexTe1-x）3薄膜的拓扑性质 83

5.1 引言 84

5.2 实验发现 84

5.3 计算方法 88

5.4 Cr掺杂Bi2（SexTe1-x）3的拓扑性质 88

5.4.1 CryBi2-ySe3和CryBi2-yTe3的拓扑相变 89

5.4.2 Cr0.25Bi1.75（SexTe1-x）3的拓扑相变 94

5.5 有效理论与物理图像 95

5.6 本章小结 100

第6章 弱拓扑绝缘体Bi2TeI 101

6.1 引言 101

6.2 计算方法 102

6.3 Bi2TeI的晶格结构 103

6.4 Bi2TeI的电子结构性质 104

6.5 BiTeI-Bi2-BiTeI薄膜的电子结构性质 108

6.6 本章小结 110

第7章 二维Ⅳ族元素单质及其衍生物的拓扑性质 113

7.1 引言 113

7.2 计算方法 114

7.3 p-d杂化增大石墨烯的拓扑非平庸能隙 116

7.4 Ag（111）表面外延生长的硅烯的电子结构 119

7.5 二维拓扑绝缘体——SnX（X＝F，Cl，Br，I，OH） 122

7.6 二维拓扑绝缘体——哑铃状锡烯 125

7.6.1 电子结构和拓扑性质 126

7.6.2 h-BN的哑铃状锡烯 129

7.6.3 InSb（111）-（2×2）表面的哑铃状锡烯 129

7.7 本章小结 135

参考文献 137

致谢 157

在读期间发表的学术论文与获得的奖励 159