磁性掺杂拓扑绝缘体的第一性原理研究

项目名称： 磁性掺杂拓扑绝缘体的第一性原理研究

项目编号： No.11404058

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 张健敏

作者单位： 福建师范大学

项目金额： 26万元

中文摘要： 作为一类全新的量子物质，拓扑绝缘体具有迷人的绝缘和导电双重特性，结合铁磁序又能够导致更多新奇的量子效应，在量子计算机和自旋电子学等领域具有广阔的应用前景。本项目将利用第一性原理计算结合蒙特卡罗模拟方法研究磁性掺杂拓扑绝缘体材料，集中开展以下几个工作：1.从材料生长的角度研究磁性拓扑绝缘体材料中磁性杂质及缺陷态等微结构的存在及形成条件，从原理上评估和预测磁性掺杂拓扑绝缘体形成铁磁序的可能性，为实验制备提供理论参考和指导。2.在微观磁相互作用与宏观磁特性比较的基础上，阐明微结构对磁性拓扑绝缘体的拓扑特性、电学性质、磁性的影响，揭示拓扑绝缘体中实现铁磁序的规律。3.结合外场（电场、磁场、应力）调控分析磁性拓扑绝缘体中拓扑性、电子结构和铁磁性之间的关联，进一步探索铁磁拓扑绝缘的磁性耦合机理。通过项目研究指导铁磁绝缘体的实验获取，为新奇量子现象的发现提供准备，并为磁性拓扑绝缘体的工业应用奠定基础。

中文关键词： 拓扑绝缘体；第一性原理计算；电子结构；外加电场；磁性掺杂

英文摘要： Topological insulator, as a new quantum state of matter, is attracted by its insulating and conductive double characteristics. Combined with ferromagnetic order, topological insulator will trigger more novel quantum phenomena, and thus has broad potential

英文关键词： Topological insulator；First-principles calculation；Electronic structure；External electric field；Magnetic doing