【摘 要】
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近年来,拓扑半金属因其独特的电子结构和新奇的物理特性,如超高的载流子迁移率、巨大的磁电阻和外加磁场下的手性异常等,不但成为物质内禀特性研究的平台（通过新型的观测手段,例如APRES和输运性质,以及磁阻、量子振荡的测量观测,发现新奇的拓扑量子特性）,在技术领域也呈现潜在应用价值,比如开发耗能更低集成度更高的电子器件和磁性储存元件等。本论文以拓扑半金属FeSn2和MoTe2-xSx（x=0,0.5）为
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近年来,拓扑半金属因其独特的电子结构和新奇的物理特性,如超高的载流子迁移率、巨大的磁电阻和外加磁场下的手性异常等,不但成为物质内禀特性研究的平台（通过新型的观测手段,例如APRES和输运性质,以及磁阻、量子振荡的测量观测,发现新奇的拓扑量子特性）,在技术领域也呈现潜在应用价值,比如开发耗能更低集成度更高的电子器件和磁性储存元件等。本论文以拓扑半金属FeSn2和MoTe2-xSx（x=0,0.5）为研究对象,实验上分别合成了Fe Sn2和Mo Te2单晶,并通过电磁输运性质测量和电子结构、光学性质的第一性原理计算,研究了电子结构对其电磁输性质和光学性质的影响。具体研究内容和结论如下:（1）通过助溶剂法生长了MoTe2单晶,结果显示其为第二类Weyl拓扑半金属;磁电阻测量（500%）相比于F.C.Chen等人（4000%）的结果小一个数量级,进一步研究表明,单晶的厚度会抑制磁阻的大小,可能源于本组所制备的单晶层数过大,从而导致了磁阻被抑制;根据Kolher准则拟合磁阻与温度的关系,发现MoTe2在低温是一种多带体系;VASP计算表明MoTe2掺S后,能带上G点附近的导带下移,带隙变小,分析得出这是由于S原子代替Te原子引入化学压力所致。（2）通过自助溶剂法合成了FeSn2单晶,其电阻率和Kolher拟合,巨磁阻和角磁阻测量都呈现拓扑半金属特征。第一性原理计算能带结构可见,沿着高对称点Г-M、X-Г、X-M、P-Г的方向,电子带或空穴带穿过费米面Ef,价带和导带之间形成交叉点,并且这些点不是孤立的,而是形成一个闭合的环状;考虑自旋轨道耦合时,除了高对称点M-Г附近的能隙没被打开外,其余的交叉点都被打开,说明FeSn2是一个拓扑非平庸半金属,与实验测量的输运性质相吻合。
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