《關聯電子體系的軟量子相》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：關聯電子體系的軟量子相
- 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
強關聯電子材料中多個量子相接近簡併並相互競爭和合作有可能導致向列相和相分離等各種新奇量子相；然而目前的唯象理論未能給出這些軟量子相的微觀起源及其實驗結果的分散性，導致了對它們是否存在的極大爭議。本項目提出研究幾類典型關聯電子體系銅氧和鐵基等化合物中電子向列相和電子相分離的微觀起源和表征；利用我們發展的多軌道隸玻色子和變分蒙特卡洛等多體方法，通過研究兩帶和三帶有效微觀模型中電子向列相和分離相等量子相對在位和長程庫侖關聯、洪特耦合、摻雜等各種物理參數下的穩定性和相圖，及其導致的各種物理性質隨溫度的依賴行為，揭示長程庫侖關聯和熵對穩定軟量子相的機制，闡述除自旋和軌道的量子漲落外短程電荷序和溫度漲落對這些量子相的影響，建立起系統自洽的軟量子相的物理圖像。該項目有助於人們理解關聯電子體系銅基和鐵基等化合物中各種反常性質，將為實驗工作者探索發現新規律和新現象以及新型功能的電子材料提供有益的參考。
結題摘要
高溫超導的銅氧、鐵基化合物中是否存在穩定的電子向列相是近十多年來激烈爭論的問題；早期研究主要在唯象理論和平均場理論基礎上進行的，缺乏較嚴格的理論基礎。 本項目擬採用變分蒙特卡洛、Lanczos等方法在較嚴格的基礎上研究在各種軌道、磁構型、摻雜和庫侖相互作用等條件下銅基和鐵基體系的電子向列相基態的穩定性和魯棒性；探討短程電荷序、自旋和軌道序穩定電子向列相和分離相的微觀機制，以及電子向列相與超導態的關聯，以期建立系統自洽的多軌道體系電子向列相轉變的物理圖象。 項目的研究取得了一系列的成果，重要成果有： 1.發現以有效的三軌道Hubbard模型描述的銅氧和鐵砷化合物中順磁的電子向列相和相分離相是穩定基態，預言了軌道序與超導電性可以共存； 2.首次提出短程庫侖關聯是導致強關聯體系電子向列相基態的至關重要因素，預言了電子向列相/分離相下鐵基和銅基化合物均具有短程電荷序，提出了多軌道特徵是穩定強關聯體系電子向列相的必要條件； 3.證明了鐵基超導體中不同軌道關聯導致雙穹頂超導相，提出了軌道態與超導配對對稱性相匹配是實現高Tc非傳統超導電性的規則； 4.首次提出軌道物理在層狀二硫族化合物1T-TaS2和1T-TaSe2中的重要作用，並預言了軌道密度波/軌道序效應； 5.發現高壓驅動二維層狀黑磷發生半導體-Dirac半金屬轉變和強磁場驅動高壓下黑磷發生電子的密度波相轉變。 這些重要研究成果和發現為人們理解強關聯電子體系的電子向列相及其大量的反常物性奠定了堅實的微觀理論基礎，同時對發現新型高溫超導體和基於向列相和黑磷物性的新型電子器件設計具有指導意義。
