| 作者 |
| 汤沛哲 |
| 丛书名 |
| 清华大学优秀博士学位论文丛书 |
| 出版社 |
| 清华大学出版社 |
| ISBN |
| 9787302491514 |
| 简要 |
| 简介 |
| 内容简介 拓扑绝缘体作为一种新奇的量子材料，因其奇异的量子性质和广阔的应用前景，现已 成为凝聚态物理学*重要的研究热点之一。磁掺杂拓扑绝缘体，顾名思义，就是在拓扑绝缘体材料中掺入磁性元素，在体系本征的拓扑特性中引入铁磁序而形成的拓扑绝缘体。由于铁磁序的引入，体系丧失了时间反演对称性，使得磁掺杂拓扑绝缘体往往能够表现出与常规拓扑绝缘体迥异的电子结构性质。深刻地理解这些特性的物理起源，不仅可以深化人们对于拓扑绝缘体的认知，也可为未来设计基于拓扑绝缘体的自旋电子学器件奠定基础。 |
| 目录 |
| 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 4QL Sb2Te3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 XV 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 |