《一維電聲系統的動力學和相圖研究》是依託同濟大學，由趙暉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：一維電聲系統的動力學和相圖研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙暉
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
許多準一維電子材料，如導電聚合物，都是典型的強關聯電聲系統，既有較強的電子關聯，又有很強的電-聲相互作用。一方面由於較強的電子關聯導致低激發態次序改變，使其光吸收、發光等性能定性不同，另一方面由於強電-聲相互作用，電子的激發會產生晶格的畸變，從而導致各種自陷元激發（激子，極化子等）的產生。因此，導電聚合物中載流子的生成、輸運不同於傳統的金屬和無機半導體。從理論上研究高聚物中載流子的輸運過程對這些材料和器件的設計、製作和套用有著明確的指導意義。本項目（1）擬採用時間依賴的密度矩陣重整化群方法對有機光電器件中的發光機理進行研究，闡明有機光電器件中載流子的生成、輸運、複合等動力學過程過程。（2）探索低維關聯繫統的量子相變和相圖；（3）通過單粒子激發譜函式的計算，理解和認識低維電子材料的電子結構及其形成機理。
結題摘要
有機材料作為新型的光電功能材料，具有可選擇性強、成本低、製備簡單等獨特的優點。 與無機材料不同，具有π電子的共軛鍵結構和電子間的庫侖相互在電荷輸運、光電轉換等過程中共同作用，由此產生一系列新穎的光電現象。一旦考慮庫侖相互作用，這就是一個多體相互作用的系統，我們首先發展了時間依賴的密度矩陣重整化群方法（time-dependent density-matrix-renormalization-group, t-DMRG），使之可以套用於關聯電聲系統。利用t-DMRG方法，我們研究了電子關聯效應對各種載流子在電荷輸運和光電轉換過程中的作用，特別是從最基本的物理過程來理解光致載流子產生的機理、正負極化子對的複合、激子有效拆分的途經和機制等。我們發現（1） 電子關聯抑制極化子的運動，但是對於雙極化子，電子關聯先增強再抑制其運動。（2）利用極化子自旋和側基間的自旋交換，可以實現量子信息的傳遞。（3）電子關聯有利於電子孤子和空穴孤子之間的電荷交換，並且定量的計算了電荷的複合率。（4）在純淨的共軛聚合物中，解體激子需要非常大的電場，但是在雜質的作用下，解體激子所需要的電場可以非常有效的減小，從而適當的摻雜可以有效的提高光電轉換效率。另一方面，量子相變的研究一直是理論研究的熱點。利用密度矩陣重整化群(density matrix renormalization group, DMRG)、精確對角化(exact diagonalization, ED)、團簇變分等(variational cluster approach, VCA)方法，我們研究了一維和二維強關聯模型中的一些尚有爭論的問題。我們發現（5）在二維的Hubbard模型中加入次近鄰相互作用t’,會產生Pomeranchuk不穩定性。（6）在二維的Ionic-Hubbard模型中，存在一個能量更低的bond-located spin density wave(BSDW)相。（7）在引入彈性晶格後，自旋1/2的Heisenberg ladder模型隨著垂直方向的自旋關聯變化會產生一個從Columnar到Rung Singlet和Columnar到Haldane相的相變, 我們發現這兩個相變與晶格彈性常數K之間都呈指數關係。
