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拓扑绝缘体材料现已成为凝聚态物理研究的重要领域，因其存在奇特的导电边缘态，近年来引起科学家极大地关注。它的体内是绝缘的而表面是金属态，这种特性是由贝里曲率在布里渊区的拓扑性质决定的。能隙是衡量拓扑绝缘体的重要参数之一。拓扑绝缘体如果体能隙小，在制备过程中带来的掺杂或者在有限温度下的热激发会使其产生载流子，会对拓扑材料的表面金属态的测量产生干扰。基于第一性原理，我们设计出多种具有较宽带隙的二维拓扑结构并通过Z2拓扑不变量以及边缘态预测了其独特的拓扑性质。此外，我们还通过电场、应力以及基团修饰等物理及化学方法对其拓扑性质进行了调控。