碳元素由于其丰富多样的杂化形式拥有大量的同素异形体,特别是自2004年石墨烯被成功制备以来,碳薄膜材料如雨后春笋般涌现出来。这些碳薄膜材料展现出了奇异的物理、化学性质。另一方面,拓扑材料是目前凝聚态物理领域的研究热点,各种拓扑相相继被提出。譬如,零维的节点、一维的节线、二维的节面。尽管某些二维薄膜材料也拥有拓扑性质,与三维材料相比,其维度严重限制一些复杂的拓扑相在二维薄膜材料中出现的可能。譬如,节线链和Nexus点不可能出现在二维材料中。为了突破维度对拓扑相的限制和拓展碳薄膜材料的应用,我们通过堆垛碳薄膜材料的方式设计拓扑材料和寻找新的拓扑相,并对其拓扑性质进行研究。本文结合第一性原理计算和紧束缚近似方法提出了可以基于Kagome晶格实现一系列临界型拓扑相,例如临界型节点、临界型节线或节线环。在破坏Kagome晶格的C₃旋转对称性后,二次曲线型节点劈裂为两个临界型节点。将单层的Kagome晶格堆垛成三维层状结构,可以获得临界型节线或节线环。此外,我们以Kagome石墨烯为例说明这些临界型拓扑相可以在真实材料中实现。我们发现对结构进行一个空穴掺杂时,这些狄拉克型拓扑相将转变为外尔型拓扑相。另外,基于一个具有PT对称性的两能带有效模型,相应的提出了可以通过堆垛二维狄拉克薄膜材料来获得两种不同类型的节线或节线环。当施加外部应变时,两种拓扑节线则表现出很大的不同,一种节线的拓扑相的演化都发生在镜面上,另一种节线的拓扑相的演化是在三维动量空间中绕着某一个轴旋转。我们以6,6,12-石墨炔为例,说明这两种相可以在材料中实现。此外,利用紧束缚模型拟合了单层6,6,12-石墨炔及其两种材料的能带,来说明其拓扑相的演化。我们的结果表明人们可以将现有的薄膜材料堆垛成三维层状材料来寻找新的拓扑相。我们的工作结合了拓扑材料和二维薄膜材料两个热门领域,为通过堆叠二维薄膜材料设计和寻找新的拓扑材料铺平了道路。