拓扑狄拉克材料有着独特的电子结构——其体能带在费米能级附近具有线性的交叉点,且在交点附近的每个方向上均为线性色散。更重要的是,这样的能带交叉特性受到晶体对称性的保护,因此它们在电子器件等领域中有着十分诱人的应用前景。随着研究的发展,目前已有大量的拓扑狄拉克材料被理论或实验所发现。然而,这些已发现的拓扑狄拉克材料往往包含重金属元素,不仅制造成本高,而且对环境不友好,非常不利于其实际应用。硼元素作为一种轻质元素,地球含量丰富,且无毒无害、用途广泛。当前,探寻性质优良的纯硼拓扑狄拉克材料,成为一项非常有研究价值的课题。基于此,本文以硼纳米材料为基元,采用自下而上的组装思路,预测了三种新奇的拓扑狄拉克节线半金属,具体结果如下:（1）以实验合成的二维三角硼烯为基元,通过堆叠组装的方式设计得到了稳定的三维硼异构相3D-borophene。其电子结构的计算发现,3D-borophene在费米能级附近存在线性狄拉克态,其能带反转受到镜面对称保护。全布里渊区的节点计算表明3D-borophene在第一布里渊区k_y=0有两条周期性连续分布的节线,为典型的拓扑狄拉克节线半金属。此外,通过计算倒空间不同方向的费米速度,我们发现3D-borophene的狄拉克费米子具有很强的各向异性,在某些方向上表现出了第二类锥的特征。基于紧束缚模型的计算,我们发现3D-borophene的节线在（010）面的投影形成典型的鼓膜状拓扑表面态。此类表面态有望被将来的光电子能谱实验所探测。（2）以实验合成的蜂窝状硼为基元,通过垂直堆叠的方式设计得到了一种具有正交对称的新型三维硼异构相Cmcm-B₄。该结构具有很好的能量、动力学和热学稳定性。电子结构的计算结果表明Cmcm-B₄也是典型的拓扑狄拉克节线半金属,其节线在布里渊区k_z=0平面形成闭合的节环。与3D-borophene类似,Cmcm-B₄具有高的费米速度（1.1×10⁶ m/s）以及强的各向异性,在特定方向上呈现出第二类狄拉克态的特征。由于该体系在费米能级附近存在色散平缓的能带,即重费米子,我们基于声电耦合系数的计算探究了Cmcm-B₄的超导特性,结果发现其超导转变温度为6 K,属于常规超导材料。（3）以实验上合成的零维B₄₀笼形纳米团簇为基元,采用自下而上的组装方式,设计得到了三维稳定硼异构相——Cmm2-B₄₀。基元B₄₀的笼形结构在晶体中基本被保持。电子结构分析以及拓扑性质计算表明,Cmm2-B₄₀亦属于拓扑狄拉克节线半金属,节点在布里渊区k_x=0平面中形成两条周期性连续分布的节线,且受时间反演对称和空间反演对称的保护。节点附近能带在不同方向上的色散表现出很强的各向异性,在某些方向上拥有第二类狄拉克态的特征,最大费米速度高达3.4×10⁵ m/s。拓扑性质的计算发现,节线在（100）面形成受拓扑保护的鼓膜状表面态。以上结果不仅有利于拓展人们对硼异构相材料的认识,也将为轻质拓扑狄拉克材料的开发研究提供一条新思路,即自下而上的纳米材料组装。