拓扑绝缘体新材料以及表面物性的第一性原理研究

项目名称： 拓扑绝缘体新材料以及表面物性的第一性原理研究

项目编号： No.11374033

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 冯万祥

作者单位： 北京理工大学

项目金额： 76万元

中文摘要： 最近发现的拓扑绝缘体已经成为凝聚态物理和材料学领域中的研究热点。为实现其在自旋电子学器件和拓扑量子计算等多个方面的应用，找到性能优良的真实宿主材料是首要条件。然而，目前已有的拓扑绝缘体材料还不能满足实际需求。下一个阶段的研究应该重点关注拓扑绝缘体新材料，同时考虑与材料表面相关的实际物理问题。结合当前的研究状况和已有的工作基础，本项目将基于第一性原理计算研究下面几个问题：（1）探索光致拓扑相变的可能性，通过光学手段寻找新型拓扑材料；（2）结合外场调控，在量子阱和异质结中寻找二维拓扑绝缘体；（3）研究拓扑绝缘体表面重构与拓扑表面态之间的内在联系；（4）研究闪锌矿和类闪锌矿结构下的三维强、弱拓扑绝缘体和二维拓扑绝缘体之间的关系。本项目满足当前的研究需求，有望为拓扑绝缘体领域的进一步发展提供材料和理论基础。

中文关键词： 拓扑绝缘体；拓扑相变；量子阱/异质结；反常霍尔效应；第一性原理计算

英文摘要： The newly discovered topological insulators, as novel states of quantum matter, have become a hot topic in the fields of condensed matter physics and material science. In order to eventually achieve their applications on the spintronics and topological q

英文关键词： Topological insulator；Topological phase transition；Quantum well and heterostructures；Anomalous Hall effect；First-principles calculation