拓扑绝缘体的自旋结构计算方法研究开题报告

 2021-11-27 10:11

1. 研究目的与意义(文献综述)

拓扑绝缘体(topological insulator)是一种新的量子物质态,完全不同于传统意义上的金属和绝缘体,其体电子态是有能隙的绝缘态,表面态则是无能隙的金属态。

由于强自旋轨道耦合作用,表面态受到体能带结构的时间反演对称保护,不易受到体系中缺陷和杂质的影响。

拓扑绝缘体及其相关物理现象是当前凝聚态物理和材料科学研究的热点,无论是基础研究还是在关于自旋电子器件设计和量子计算机等领域都有着巨大的科学价值。

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2. 研究的基本内容与方案

1. 研究的基本内容:查阅有关拓扑绝缘体的文献资料,了解第一性原理计算原理和密度泛函理论,熟悉和掌握vasp软件包的使用。

之后尝试构建bi2se3晶体模型,计算考虑自旋轨道耦合效应下体系的电子结构,结合wannier90程序计算费米面附近电子自旋结构。

将其与常规的绝缘体对比分析,了解其相关的物理现象。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容和计划安排;确定方案,完成开题报告。

第4-5周:学习vasp软件包使用方法,准备输入文件。

第6-8周:优化bi2se3模型晶体结构,计算考虑soc情况下能带结构。

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4. 参考文献(12篇以上)

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