| 摘要 | 第3-4页 |
| abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-31页 |
| 1.1 本章引论 | 第9-10页 |
| 1.2 量子霍尔效应和量子反常霍尔绝缘体（Chern insulator） | 第10-15页 |
| 1.2.1 量子霍尔效应 | 第10-12页 |
| 1.2.2 “连续形变”，拓扑等价和陈数 | 第12-14页 |
| 1.2.3 量子反常霍尔绝缘体 | 第14-15页 |
| 1.3 拓扑绝缘体 | 第15-27页 |
| 1.3.1 量子自旋霍尔绝缘体（二维拓扑绝缘体） | 第16-19页 |
| 1.3.2 三维拓扑绝缘体 | 第19-20页 |
| 1.3.3 拓扑绝缘体的判据 | 第20-22页 |
| 1.3.4 能带反转和体-边缘联系 | 第22-23页 |
| 1.3.5 常见的二维和三维拓扑绝缘体材料 | 第23-27页 |
| 1.3.6 拓扑近藤绝缘体和拓扑安德森绝缘体等 | 第27页 |
| 1.4 拓扑晶体绝缘体 | 第27-29页 |
| 1.4.1 旋转对称性保护的拓扑晶体绝缘体 | 第28页 |
| 1.4.2 镜面陈数和镜面对称性保护的拓扑晶体绝缘体 | 第28-29页 |
| 1.5 常用的理论方法 | 第29页 |
| 1.6 论文内容安排 | 第29-31页 |
| 第2章 材料性质计算方法 | 第31-48页 |
| 2.1 本章引论 | 第31-32页 |
| 2.2 波恩-奥本海默近似 | 第32-33页 |
| 2.3 Hartree-Fock方法 | 第33-35页 |
| 2.4 密度泛函理论 | 第35-42页 |
| 2.4.1 Hohenberg-Kohn定理 | 第35-38页 |
| 2.4.2 Kohn-Sham方程 | 第38-39页 |
| 2.4.3 交换关联泛函 | 第39-42页 |
| 2.4.4 自洽场方法求解Kohn-Sham方程 | 第42页 |
| 2.5 紧束缚方法 | 第42-44页 |
| 2.6 对称性对能带的影响及k·p微扰方法 | 第44-46页 |
| 2.6.1 晶格周期性 | 第44页 |
| 2.6.2 点群对称性（空间反演对称性） | 第44-45页 |
| 2.6.3 时间反演对称性 | 第45-46页 |
| 2.6.4 k·p微扰方法 | 第46页 |
| 2.7 本章小结 | 第46-48页 |
| 第3章 拓扑晶体绝缘体的表面态分类和研究 | 第48-67页 |
| 3.1 本章引论 | 第48-49页 |
| 3.2 三维拓扑晶体绝缘体SnTe简介 | 第49-52页 |
| 3.3 拓扑晶体绝缘体表面态的拓扑分析 | 第52-54页 |
| 3.4 第一类表面态：{111}表面态 | 第54-57页 |
| 3.4.1 k·p模型 | 第54-55页 |
| 3.4.2 紧束缚模型计算得到的表面电子结构 | 第55-57页 |
| 3.4.3 实验验证 | 第57页 |
| 3.5 第二类表面态：{001}表面态和{110}表面态 | 第57-66页 |
| 3.5.1 k ·p模型 | 第57-63页 |
| 3.5.2 第一性原理计算得到的表面电子结构 | 第63-65页 |
| 3.5.3 实验验证 | 第65-66页 |
| 3.6 本章小结 | 第66-67页 |
| 第4章 拓扑晶体绝缘体的薄膜研究 | 第67-91页 |
| 4.1 本章引论 | 第67-68页 |
| 4.2 （001）薄膜中实现二维拓扑晶体绝缘体 | 第68-79页 |
| 4.2.1 镜面对称性和自旋 | 第68-69页 |
| 4.2.2 拓扑性质分析 | 第69-73页 |
| 4.2.3 拓扑保护的边缘态 | 第73页 |
| 4.2.4 边缘态在电场和磁场下的响应 | 第73-74页 |
| 4.2.5 拓扑晶体管的构造和特性 | 第74-76页 |
| 4.2.6 模型和方法的进一步说明 | 第76-79页 |
| 4.3 （111）薄膜中实现量子自旋霍尔绝缘体 | 第79-89页 |
| 4.3.1 （111）薄膜的电子结构 | 第80-82页 |
| 4.3.2 偶数层的k·p有效哈密顿量及拓扑分析 | 第82-84页 |
| 4.3.3 层厚调控的量子自旋霍尔相变 | 第84-85页 |
| 4.3.4 电场调控的量子自旋霍尔相变 | 第85-86页 |
| 4.3.5 关于层厚和电场的相图 | 第86-87页 |
| 4.3.6 奇数层的情况 | 第87-89页 |
| 4.4 本章小结 | 第89-91页 |
| 第5章 通过应变来调控材料的拓扑相变 | 第91-104页 |
| 5.1 本章引论 | 第91-92页 |
| 5.2 计算模型和方法 | 第92-93页 |
| 5.3 应变导致Bi2Se3等材料发生拓扑相变 | 第93-96页 |
| 5.3.1 体能带结构在应变下的变化 | 第93-94页 |
| 5.3.2 应变导致的拓扑相变 | 第94-96页 |
| 5.4 应变对拓扑材料的普遍影响 | 第96-103页 |
| 5.4.1 应变造成拓扑相变的机制 | 第96-100页 |
| 5.4.2 机制的推广 | 第100-101页 |
| 5.4.3 通过应变寻找和实现新的拓扑材料 | 第101-103页 |
| 5.5 本章小结 | 第103-104页 |
| 第6章 结论 | 第104-106页 |
| 参考文献 | 第106-115页 |
| 致谢 | 第115-117页 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 | 第117-118页 |
