《軌道選擇的相變》是依託同濟大學，由張宇鐘擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：軌道選擇的相變
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張宇鐘
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
Ca2-xSrxRuO4相圖的建立又一次激起了人們對研究多軌道赫巴德（Hubbard）模型的極大熱情。而該模型中有軌道選擇的莫特(Mott)金屬絕緣體相變因其是奇特的單帶莫特相變的重要發展而備受關注。這裡我們將提出有軌道選擇的莫特相變的新機制，並運用研究強關聯體系最為有效的一些方法如：動力學平均場及其團簇的擴展方法（包括團簇的動力學平均場加嚴格對角化方法、動力學團簇近似加連續時間量子蒙特卡羅方法）以及變分的團簇近似，在順磁條件下基於一個不同軌道具有相同頻寬但不同能帶結構的多軌道赫巴德模型來驗證這一新機制。進一步，我們在允許磁有序的前提下，運用平均場近似來研究該模型中可能存在的有軌道選擇的磁性相變。並套用上述團簇方法研究該模型中磁性相變對自旋液體狀態的影響。另外我們還將研究以上相變與軌道數目、軌道間的躍遷、晶格場的劈裂及不同的占據數等的依賴關係。最後將結合上述材料及鐵基超導體進行結果的討論。
鐵基高溫超導體自2008年發現以來一直是凝聚態物理領域的熱門研究課題，其磁性和超導的起因在科學界始終沒有達成一致，目前折衷的觀點是鐵基超導體的磁性和超導的起源可能與鐵基超導體中既存在巡遊電子又存在局域電子有關，即鐵基超導體處於軌道選擇相。但是由什麼機制引起的軌道選擇相目前並不清楚。因此，在本項目中，我們結合運用平均場近似和動力學平均場近似，基於多軌道的Hubbard模型，提出無論是低溫的反鐵磁相還是高溫的順磁相，只要不同軌道的能帶色散關係不同，就有可能導致軌道選擇相。同時我們對不同的鐵基超導體材料進行了第一性原理計算研究，發現並不象現在呼聲越來越高的主流觀點那樣，即電子關聯效應主導了鐵基超導體的性質，事實上弱關聯的巡遊電子具有軌道自由度是不同的鐵基超導體表現出不同的物理性質的關鍵。最後，由於在鐵基超導體中我們需要同時考慮關聯較弱的巡遊電子和關聯較強的局域電子，我們希望發展一種能有效處理電子關聯的第一性原理計算方法。為此，我們進行了前期的一些方法上的發展和套用，並在另一類熱點材料石墨烯與矽烯上開展了研究，在雙層石墨烯電場下的能隙問題上和銀襯底上生長的矽烯是否有狄拉克點的問題上給出了新的見解。
