[发明专利]一种非中心对称超导拓扑电子材料的分析方法及系统

说明书

本发明属于计算物理和材料学领域，提供了一种非中心对称超导拓扑电子材料的分析方法，包括步骤：S1、搭建XVSe₂电子材料的非中心对称晶体结构模型，并判定其稳定性；S2、筛选出满足稳定性的晶体结构，计算XVSe₂电子材料的基态能带结构和能量本征值；S3、基于计算获得的基态能带结构和能量本征值，构建紧束缚模型并判定XVSe₂电子材料的拓扑性；S4、根据密度泛函微扰理论和电子声子耦合理论获得满足拓扑性的XVSe₂电子材料的超导转变温度值。本发明还在于提供一种非中心对称超导拓扑电子材料的分析系统，本发明的优点在于可以十分简单的判断含特定元素X的非中心对称XVSe₂材料的结构稳定性，其针对性更强，会节省大量的人力物力，提高了材料制备的效率。

技术领域

本发明涉及计算物理和材料学领域，尤其涉及一种非中心对称超导拓扑电子材料的分析方法及系统。

背景技术

过渡金属硫属化合物TMDCs(Transition-metal dichalcogenides)，一般指的是元素配比为MX₂的二元层状化合物，常见的有MoS₂、VSe₂等。MX₂元素中的M一般指IV，V，VI，VII，IX或X族的金属元素，如第IV族的钛、锆、铪，第VI族的钼、钨等。X元素指的是硫、硒和碲。近年来，TMDCs材料因其独特的物理性质和优良的材料性能，如超导电性、不饱和磁阻效应、受拓扑保护的电子态和量子自旋霍尔效应等，在凝聚态物理和自旋电子学、谷光电子学等领域获得了广泛的关注和研究。

当前，对这类TMDCs材料的重点研究方向之一，集中在对其进行插层金属元素，以制备出具有优良性能的新型三元材料，如在MoS₂中插层Li或Na元素，可以有效提高电池的电化学性能。特别地，近期的研究发现，在TaSe₂中插层Pb元素，可以制备得到具有拓扑电子性质的超导材料PbTaSe₂，因其独特的非中心对称结构导致的反自旋轨道耦合效应，使其成为了实现拓扑超导的重要候选材料之一。而拓扑超导材料有助于解决传统量子比特的退相干问题，可以保证量子比特的相干性，以发挥量子计算的优势，对于量子计算机领域极为重要。

然而，对TMDCs材料如VSe₂进行插层金属元素，以制备新的具有非中心对称结构的超导拓扑电子材料并非易事。现有的设计的方法需要进行大量的尝试性的实验，时间成本和经济成本较高，且由于实验误差很难达到预期的结果。因此，急需一种快速判定和分析VSe₂插层金属元素X后的某材料XVSe₂是否具有非中心对称结构，并判断其是否是具有超导性的拓扑电子材料的简单的预测方法。为了解决这一问题，本发明提供了一种VSe₂插层金属元素X的非中心对称超导拓扑电子材料XVSe₂的设计和分析方法，可以实现快速预测XVSe₂是否具有特定的非中心对称结构，并预测其拓扑性质和超导性质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种VSe₂插层金属元素X的非中心对称超导拓扑电子材料XVSe₂的分析方法，用以解决快速判定和分析VSe₂插层金属元素X后的某材料XVSe₂是否具有非中心对称结构，并判断其是否具有超导性的拓扑电子材料的问题；

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种非中心对称超导拓扑电子材料的分析方法，包括步骤：

S1、搭建XVSe₂电子材料的非中心对称晶体结构模型，并判定其稳定性；

S2、筛选出满足稳定性的晶体结构，计算XVSe₂电子材料的基态能带结构和能量本征值；