[发明专利]一种拓扑绝缘材料的制备工艺

摘要

本发明公开一种拓扑绝缘材料的制备工艺，包括以下步骤：第一步：构建闪锌矿型的HgTe的晶体结构，并进行结构优化以获得平衡晶格常数a_eq；第二步：在平衡晶格常数a_eq下，对HgTe的能带结构进行计算并加以分析；第三步：定义晶格扭曲参数λ，计算在ab平面内的晶格扭曲效应；第四步：利用图示法给出在体积不变和体积变化两种情况下，不同晶格扭曲参数λ值下HgTe的能带结构，并加以分析讨论；第五步：对于体积变化和体积不变两种情况下，利用列表法给出对应不同λ下的晶格常数c以便加以比较和分析。第六步：利用图示法给出体积变化和体积不变两种情况下，HgTe的总能量、拓扑绝缘带隙ΔE和能带反转强度ΔE'随晶格扭曲参数λ的变化关系并加以分析讨论。

主权项

一种拓扑绝缘材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：第一步：构建闪锌矿型的HgTe的晶体结构，并进行结构优化以获得平衡晶格常数a_eq；第二步：在平衡晶格常数a_eq下，对HgTe的能带结构进行计算并加以分析，明确独特的能带反转现象从而证实闪锌矿结构的HgTe是拓扑非平庸的半金属；第三步：定义晶格扭曲参数λ，考虑在ab平面内的晶格扭曲效应；需要指出的是，在ab平面内的晶格常数a=λ·a_eq确定后，允许不同λ值下的晶格常数c在原胞体积变化和不变两种情况下自由弛豫，来获得c的平衡值；第四步：利用图示法给出在体积不变和体积变化两种情况下，不同晶格扭曲参数λ值下HgTe的能带结构，并加以分析讨论，证实经过适当的晶格扭曲拓扑非平庸的半金属HgTe可以转变成拓扑绝缘材料；第五步：对于体积变化和体积不变两种情况下，利用列表法给出对应不同λ下的晶格常数c以便加以比较和分析；第六步：定义拓扑绝缘带隙强度ΔE和能带反转强度ΔE'这两个概念，利用图示法给出体积变化和体积不变两种情况下，HgTe的总能量、拓扑绝缘带隙ΔE和能带反转强度ΔE'随晶格扭曲参数λ的变化关系并加以分析讨论。