《多軌道強關聯電子體系中的量子相變》是依託蘇州大學，由尤文龍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多軌道強關聯電子體系中的量子相變
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：尤文龍
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來，隨著巨磁阻材料、電子自旋學、鐵基超導體的發現和套用，電子的軌道自由度越來越受到物理學界的重視，並相應地形成了一個新的前沿領域：軌道物理學。本課題將結合數值技術和嚴格解析手段，對電子的軌道自由度在多軌道強關聯電子體系的量子相變過程中的作用開展系統的研究。主要內容：(1)研究多軌道系統的基態簡併度和激發態能隙，利用量子糾纏和保真率來表征多軌道體系中的量子相變；(2)探討多軌道體系中長程自旋/軌道序的存在與否,並對序之間的相互競爭以及共存問題進行模擬分析；(3)將軌道物理學從固體系統推廣到光晶格中的超冷原子系統，實現軌道物理學的模擬。這些研究有助於我們深入理解軌道物理學，促進凝聚態物理及其交叉學科的發展。
結題摘要
近年來，隨著巨磁阻材料、電子自旋學、鐵基超導體的發現和套用，電子的軌道自由度越來越受到物理學界的重視，並相應地形成了一個新的前沿領域：軌道物理學。本課題將結合數值技術和嚴格解析手段，對電子的軌道自由度在多軌道強關聯電子體系的量子相變過程中的作用開展系統的研究。本項目利用保真率和約化保真率來表征二維自旋軌道模型的量子相變，並提出保真率在不連續相變點和連續相變點存在截然不同的有限尺寸標度行為。我們套用精確對角化方法在若干有限大小的格子上驗證了該構想。我們顯示了在磁場作用下一維廣義指南針模型的量子失諧不但能夠描繪系統的整個相圖，而且還能區別出相變的階數，從而在辨別量子臨界上的工具上又多了一種利器。此外，我們發現一維指南針模型雖然是一個強烈阻挫的量子體系，但是其基態沒有任何量子關聯，這種零量子失諧態能夠用於量子傳輸。在自旋軌道系統，我們首次提出了馮紐曼譜的概念，用以研究鐵磁區低能激發的自旋子與軌道子的糾纏。我們發現了即使體系基態是沒有糾纏的，而激發態一般都具有糾纏。特別的是對於束縛態和自旋軌道準粒子態，糾纏跟體系尺寸的對數成正比，而其它不相關態的糾纏則很快飽和。我們證明了自旋子和軌道子之間的糾纏僅僅通過它們之間的關聯長度而決定，而關聯長度可以通過同步非彈性x光散射技術測得。此外，還將研究拓展至自旋軌道耦合的玻色子體系和石墨烯材料的等離激元。
