拓扑绝缘体是近年发现的一类不同于普通绝缘体和金属的新型物质态。拓扑绝缘体的拓扑表面态具有奇异的物理性质，使得它具有很大的应用潜力，引起人们广泛的研究。目前，人们已经预测和证实大量的拓扑绝缘体材料的存在。但是实验环境中制备的拓扑绝缘体存在大量的本征缺陷，体态很容易掩盖掉表面态的拓扑性质，从而实验上很难测量其表面态的输运性质。针对这一问题，我们通过使用第一性原理计算方法，对二维Bi2Te3拓扑绝缘体薄膜实施非磁性原子掺杂改性的设计，对其电子结构进行有效的调控，获得了一些有意义的结果，这些结果对实验上制备高质量的本征Bi2Te3拓扑绝缘体和研究拓扑输运性质可以起到理论指导作用。　　本研究主要内容包括：⑴研究了组份浓度比率 x分别为0、20％、80％、100％下，五层(Bi1-xSbx)2Te3薄膜电子结构的变化。通过调节浓度比率 x，我们发现可以有效的调节费米面和Dirac点的位置，而不会改变体系的拓扑性质。随着Sb浓度x的增大，体系Dirac点（DP）相对于体价带（BVB）不断上升，体系从n型过渡为p型。当x=80％时，Dirac点和费米面都位于带隙中间，且Dirac点在费米面的附近，此时体态是真正绝缘体，从而获得了理想拓扑绝缘体。我们的结果与实验观测到的结果基本一致，从而很好地从理论上验证实验的正确性。⑵采用薄膜表面替换掺杂的方法，通过改变Bi(Te)的化学势，可以有效的调节Bi2Te3薄膜电子结构，获得与体态分离的Dirac点，从而获得可调控的表面态。在分别用VI元素Se、S、O掺杂替换Te后，只有具有最大电负性和最小原子半径的O原子，才能让Dirac点与体价带分离，Dirac点基本位于费米面上，表面态具有比较完美的 Dirac锥，从而获得理想的拓扑绝缘体。在分别掺杂 III元素Tl、In、Ga、Al掺杂替换Bi的体系，它们都能让Dirac点移动到体能隙中间，掺In和Al时，表面态具有比较完美的Dirac锥。而且掺杂替换后体系拓扑不变量 Z2不变，说明非磁性掺杂不会改变 Bi2Te3薄膜的拓扑性。我们对比不同原子掺杂替换后体系的Dirac点的电荷分布图，发现具有与体态分离的 Dirac锥的掺杂替换体系中，它们的电荷主要分布在Te1与Te1之间，即范德瓦尔斯的区域，QL内电荷分布很少，这样 QL内出现了真正的绝缘体区域，表面 Dirac锥态被限制在范德瓦尔斯的区域，从而使表面Dirac锥态与体态分离，体能隙区域出现了Dirac点，Dirac点不再与体价带重叠。