《自旋關聯對多軌道金屬-絕緣體相變的調製》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由鄒良劍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：自旋關聯對多軌道金屬-絕緣體相變的調製
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄒良劍
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多軌道金屬-絕緣體轉變在近些年的強關聯體系電子性質研究中占據著相當重要的位置。由於現代計算資源的限制，人們對起著重要作用的自旋關聯在多軌道體系金屬-絕緣體轉變的作用了解得相當有限。本項目提出開展自旋關聯對多軌道金屬-絕緣體轉變的調製的理論研究，利用發展的多分量隸玻色子方法和連續時間MonteCarlo的動力學平均場方法，通過研究兩軌道Hubbard模型在各種軌道非對稱性、摻雜、Coulomb和Hund相互作用等條件下體系的相圖和基態性質，揭示自旋和軌道關聯調製金屬-絕緣體相變的微觀機制，闡述多軌道鐵磁性起源和磁性對各種量子相、尤其是軌道選擇的Mott相的影響，建立完善的多軌道金屬-絕緣體轉變的物理圖象。本項目的研究不僅能讓人們認識關聯電子體系新規律和新現象，而且有助於人們理解絕大多數新型過渡金屬氧化物中豐富的相圖、磁結構和各種反常性質，為實驗上探索發現新型功能的電子材料提供極大幫助
結題摘要
本項目探索了自旋關聯對多軌道關聯電子體系中軌道選擇的Mott相變和金屬-絕緣體相變的調製，揭示了自旋和軌道關聯調製金屬-絕緣體相變（MIT）的微觀機制和多軌道鐵磁性起源，以及磁有序對各種量子有序相的影響，項目的完成達到了主要的研究目標。取得的主要成果有： 1、考慮自旋關聯和旋轉不變的非共線自旋序後，發現在半填充體系中順磁的軌道選擇Mott相完全被反鐵磁的Slater絕緣體替代，並預言了偏離半填充時存在軌道選擇的反鐵磁Slater相。發表論文3篇，並獲計算機軟體著作權登記1項。 2、在兩軌道和三軌道關聯體系中，在順軌道下鐵磁相在很寬的填充範圍記憶體在，軌道數的增加有利於鐵磁相的穩定和鐵磁相區的極大增加，並在三軌道磁相圖中發現晶場驅動形成鐵磁的軌道選擇Mott相，亦即雙交換鐵磁相；發表論文1篇。 3、在鐵基超導體中，證明鐵基超導體基態可以是順磁或非磁相，如KFe2Se2中,或者是條紋反鐵磁基態，如LaOFeAs和BaFe2As2等體系；在中間關聯的半填充體系中主要是Néel反鐵磁基態，存在軌道選擇的Mott相，並伴隨著中間自旋到高自旋態的轉變，揭示了能帶填充和關聯控制的磁性。發表論文6篇。 4、發現In3Cu2VO9體系是電荷轉移型絕緣體，Cu上單占據的3z2-r2電子貢獻S=1/2自旋，擬合出體系的緊束縛模型參數和自旋相互作用參數；證明了層間磁阻挫驅動的量子自旋無序導致無序磁磁基態的圖像；摻雜的三維In3Cu2VO9很可能是一個具有dx2- y2 + idxy的配對對稱性超導體。發表論文1篇。 5、證明了銅氧和鐵基高溫超導體中電子向列相的存在和穩定性，發現銅/鐵離子上在位庫侖排斥能與電荷轉移能之間的競爭、以及最近鄰氧或鐵離子之間的庫侖排斥能對於向列相有序的形成起著關鍵的作用；揭示了銅基和鐵基超導體中電子向列相來自於長程庫侖相互作用驅動的電荷漲落的統一物理圖像，解釋了實驗觀察到的普適輸運行為。發表論文3篇。 6、在狄拉克半金屬和拓撲量子材料研究取得顯著進展：發現黑磷在壓力下會轉變為Dirac 半金屬相，證實了科大實驗小組發現的壓可調節黑磷中奇異量子態的轉變；證明在二維皺褶的Kane-Mele zigzag 納米帶體系中，交替電勢可以調節磁性雜質離子間的自旋耦合符號和強度。發表論文4篇。
