1、過渡金屬二硫族化合物1T-TiTe2、1T-TaS2和PdTe2等具有豐富的超導、電荷密度波(charge density wave，CDW)和拓撲性質，因此這一材料家族已成為凝聚態(tài)和材料物理研究中備受關注的研究對象之一。高壓和載流子摻雜的物理手段可以“干凈”地調控物性，已成為目前研究材料物性重要的手段。本論文通過理論計算模擬了壓力和載流子摻雜對上述材料的超導、CDW和拓撲性質的影響，對上述量子序的調控的機制進行了系統(tǒng)性的研究和探討。<

2、br>　　1T-TiTe2最近被理論預言高壓可以誘導發(fā)生一系列拓撲相變，如果1T-TiTe2在高壓下還能出現超導電性，該材料將是研究拓撲超導的理想體系。但目前尚未有理論和實驗方面報道高壓下1T-TiTe2的超導電性。通過第一性原理計算研究了1T-TiTe2在高壓下的超導電性。研究表明，1T-TiTe2在單軸壓（沿著c軸）和靜水壓下表現出非常不同的超導行為。靜水壓不利于1T-TiTe2超導，而單軸壓則可以非常有效地增強超導電性。具體而言，

3、常壓下預言的超導TC為0.73K，它隨著靜水壓的增大而單調減小。然而，TC隨著單軸壓的增大而顯著增加。在17GPa的單軸壓下，預言的超導TC為6.34K。費米面處態(tài)密度的增加和聲學聲子的軟化是導致超導電性增強的原因。
　　PtSe2家族材料(PtSe2、PtTe2和PdTe2)具有第Ⅱ類Dirac點，同時PdTe2還具有超導電性，這使得PdTe2成為第一個既具有超導又有第Ⅱ類的Dirac費米子的材料。以PdTe2為代表，研究了Pt

4、Se2家族材料在高壓下Dirac點的演化情況。計算結果表明，PdTe2在6.1GPa第Ⅱ類Dirac點消失。有趣的是，在4.7GPa的時候又產生一個新的第Ⅰ類Dirac點。第Ⅰ類的Dirac點的產生和第Ⅱ類的Dirac點的消失歸因于布里淵區(qū)Γ點和A點相應態(tài)的能量的上移和下移。這種能量的上移和下移是由于層間Te-Te原子具有反鍵和成鍵特性導致的。相比于PtSe2和PtTe2，PdTe2獨特的電子結構使第Ⅰ類和第Ⅱ類Dirac點可以在一定壓

5、力下共存(4.7-6.1GPa)。另外，加壓后PdTe2的超導轉變溫度TC緩慢減小，從常壓下的1.97K以0.13K/GPa的速率下降到10GPa下的0.67K，而且在兩類Dirac點共存的區(qū)域TC高于1K。還從理論上預言了如果空間反演對稱性被破壞，PtSe2家族的這些Diarc點應經歷一個拓撲相變，即PtSe2家族Dirac費米子變?yōu)镾/Se/Te有序排列的PtSeTe家族材料(PtSSe、PtSeTe和PdSeTe)的三重簡并費米子

6、。
　　1T-TaS2具有十分豐富的CDW序。最近的研究表明光照或者電場可以調控1T-TaS2中的CDW序。這些調控手段可以認為是由于載流子摻雜導致的，但這些調控手段背后的物理機制尚有待研究。利用第一性原理計算系統(tǒng)地研究了1T-TaS2載流子摻雜CDW相變機理。發(fā)現無論是單層還是塊體，空穴摻雜可以明顯地提高共度CDW(CCDW)相的能量，并使非畸變1T結構的聲子譜虛頻消失，這表明非畸變1T結構在空穴摻雜下更加穩(wěn)定。與空穴摻雜的效果

7、相反，電子摻雜使非畸變1T結構聲子譜更加不穩(wěn)定，而使CCDW結構能量更低。此外，空穴摻雜抑制CCDW序后，還能夠誘導出6-7K的超導電性。
　　此外，針對近期實驗上成功合成的單層硼單質——硼烯可能具有非常高的超導電性，對單層硼烯的研究可以為過渡金屬二硫族化合物提供一定的參考，因此硼烯也作為本論文的研究內容。無孔洞結構的硼烯的超導轉變溫度是二維硼烯材料中最高的，那么無孔洞結構的硼烯的超導電性是否可以通過調控手段進一步增強呢？預言采用