基于二维过渡金属溴化物异质结的量子输运特性的模拟研究

Two dimensional materials are a hot topic in recent years. Two dimensional heterostructures are expected to be the basic elements in nanoelectronics and energy related devices. At present, the research on 2D transitional metal halides is just at the beginning. The research on heterostructures based on 2D transitional metal halides is not found. Choosing 2D transition metal bromides as an example, using analytical and numerical methods, study the self-consistent computaion of coupled problems of electrical，thermal and spin trnsport, try to design a kind of magnetic and superconductive heterostructures based on 2D transitional metal bromides and investigate their quantum transport properties.

二维材料是近些年来的研究热点。并且二维异质结有望成为纳电子器件及能源器件的基本单元。目前对于二维层状过渡金属卤族化合物的研究还处于萌芽状态。基于二维层状过渡金属卤族化合物的异质结的量子输运特性研究还是一个空白领域。选择二维过渡金属溴化物作为主要研究对象，利用解析计算和数值模拟的办法，研究在各种外场下电输运、热输运和自旋输运的耦合问题的自洽计算，试图设计一类二维过渡金属溴化物铁磁和超导异质结，并研究其量子输运特性。

通过第一性原理计算方法去预测了新型二维过渡金属卤族化合物材料，发现了很多二维过渡金属卤族化合物是二维半金属和磁性半导体材料。在改变电子间的相互作用强度时,部分二维过渡金属卤族化合物仍维持为半金属，部分二维过渡金属卤族化合物会从拓扑绝缘体变为莫特绝缘体。半金属二维材料可被用作磁性隧道结的电极材料，有利于自旋注入效率的提高，且可以得到较高的隧穿磁阻，可用于自旋过滤器和磁随机存储器。半金属和磁性半导体结合二维材料在未来自旋电子学器件中有更多重要的应用。