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基于第一性原理计算探究新型拓扑材料的特性与应用

一、引言

1.1研究背景

在当今材料科学领域，新型拓扑材料正逐渐成为研究的焦点。这类材料具有独特的电子结构和物理性质，为基础科学研究带来了革命性的突破，同时也在未来技术发展中展现出巨大的应用潜力。与传统材料不同，新型拓扑材料通过电荷、自旋、轨道等内禀属性的相互关联，衍生出丰富的量子物性。

以拓扑绝缘体为例，其内部表现为绝缘态，而表面却存在着无能隙的金属态，这种表面态受到拓扑保护，具有高度的稳定性和独特的输运性质，即使材料表面存在缺陷或杂质，也不会影响其导电性，这为实现低能耗的电子器件提供了新的可能，有望解决当前电子设备中能耗过高的问题，推动电