新型二维层状材料的拓扑量子态研究

项目名称： 新型二维层状材料的拓扑量子态研究

项目编号： No.11404022

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： 刘铖铖

作者单位： 北京理工大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 新型二维层状材料（石墨烯、硅烯等）和能带结构非平庸的体系（Chern绝缘体、Z2拓扑绝缘体以及拓扑超导体等）是当前凝聚态领域的两大热点。二维体系如石墨烯、硅烯因具有Dirac电子行为以及优异的物理性能等而倍受关注。拓扑量子态在自旋电子学以及拓扑量子计算有着潜在的重要应用。本项目旨在如何最大限度地结合新型二维材料以及拓扑量子态的优势，即在二维材料体系中找到以及设计出环境友好且易实现上述拓扑量子态的具体物理途径和材料体系。具体如下：研究如何在二维层状材料中找到或设计出具有大的体能隙的Chern绝缘体、Z2拓扑绝缘体和具有较高Tc的拓扑超导体；研究如何有效的利用电场、磁场、光场、应力（赝磁场）、化学修饰、缺陷以及量子限域等手段调控上述拓扑量子态的电子性质和输运性质；探讨引入相互作用，考虑关联效应对这些拓扑量子态的影响。上述研究将为低耗散的量子器件以及容错的拓扑量子计算提供候选材料和理论指导。

中文关键词： 第一性原理计算；拓扑量子态；层状材料；有效模型；

英文摘要： Novel two-dimensional layered materials (such as graphene and silicene etc.) and non-trivial band structure systems (like Chern insulators, Z2 topological insulators as well as topological superconductors) are two hotspots in the condensed matter field. G

英文关键词： First-Principles calculation；topological quantum states；van der Waals layered materials；effective model；