《新型巡遊電子系統中的關聯效應和量子相變》是依託杭州師範大學，由戴建輝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型巡遊電子系統中的關聯效應和量子相變
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：戴建輝
- 依託單位：杭州師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電子關聯與量子漲落及由此所致量子態之競爭、共存是凝聚態物理的重要課題。鐵基超導化合物作為新型多軌道磁性金屬體系，不僅可呈超導電性，還呈超導與磁性共存、超導向重費米子過渡、空位有序等獨特而重要的新現象，從而產生諸多新問題與新挑戰。本項目擬以稀土鐵砷材料和含鐵空位鐵硒材料為例，從相互作用多電子模型出發，發展運用平均場和有效場論等分析方法，結合數值重整化群、第一性原理計算等數值方法，系統性地研究這類新型巡遊電子系統兩個方面的電子關聯效應。主要內容包括：（1）由3d電子和4f電子的相互作用導致的超導或反鐵磁壞金屬到重費米子的過渡及伴隨的費米面拓撲結構變化、量子相變；（2）由空位有序和相互作用聯合驅動的金屬絕緣體相變、軌道有序、及超導與磁性的共存或近鄰效應等。這些研究旨在認識複雜磁性金屬材料中各種關聯作用隨摻雜壓力等參數調控的規律以及它們對超導電性、低溫運輸與磁性的影響，解釋或預言新的物理現象。
結題摘要
本項目針對凝聚態電子系統中的新奇量態和豐富的低溫物理性質，研究這些新奇量子態背後的微觀機理，認識由電子關聯和量子漲落導致的量子態之間的競爭和共存現象。 本項目具體研究對象以鐵基超導化合物為主，同時也關注其它新型過渡金屬化合物，特別是具有類似鐵砷結構的鎳基、鉻基多軌道金屬體系，以探討與電子關聯效應和量子磁性相關的共性問題。這些新型多軌道磁性金屬體系通常不僅呈超導電性，還呈現超導與磁性共存、超導向重費米子過渡、量子相變、空位有序等獨特而重要的新現象。我們尤其注重和相關實驗的結合，並直接參與一些實驗組的合作，達到用理論推動實驗研究、或直接解釋實驗現象的目的。 本項目的主要研究成果有： （1）結合平均場理論和數值對角方法確定了122-鐵砷超導材料的鋅摻雜、關聯效應和無序對超導轉變溫度的影響，成功解釋相關鋅摻雜實驗現象； （2）用Monte Carlo和短時動力學數值模擬方法研究了推廣J1-J2模型中的塊狀反鐵磁結構相變現象，成功解釋鐵空位超導材料塊狀反鐵磁性的起源和相變臨界溫度； （3）與實驗結合研究了一類具有鐵砷材料1111-結構的稀土鎳基材料的輸運性質，研究了材料的電子結構並發現這一材料出現局域量子臨界性的理論和實驗證據； （4）用泛函重整化群方法研究了多軌道5d系統如摻雜銥氧化合物的超導電性，發現這類材料在電子和空穴摻雜下超導配對對稱性的不同特徵； （5）建立並研究了基於5d-4f體系中自旋軌道耦合和近藤耦合競爭的微觀模型，由此提出拓撲絕緣體到近藤絕緣體的量子相變理論和拓撲近藤絕緣體的新機理； （6）針對新型準一維鉀鉻砷超導材料建立微觀原子軌道模型並推導出該模型的分子軌道能帶以及由相互作用導致的Luttinger液體理論，解釋了相關實驗現象； （7）結合實驗和第一性原理方法系統研究了一類新型拓撲半金屬材料XPn2的電子結構。 本項目成員在本項目經費的資助下共發表SCI 論文約20篇，其中1篇 Nature Materials, 2篇 Physical Review Letters, 11篇 Physical Review B，這些論文均標註本項目經費資助。
