《f-電子材料中磁性量子臨界、超導及阻挫的相互作用》是依託浙江大學，由Stefan Kirchner擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：f-電子材料中磁性量子臨界、超導及阻挫的相互作用
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：Stefan Kirchner
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電子關聯、阻挫及非常規超導已經成為強關聯物理的中心問題。大量非常規超導現象出現在材料的磁性邊緣，而重費米子系統則是研究量子臨界漲落、磁性阻挫及配對漲落的理想系統。處理關聯費米子的標準方法是動態平均場理論(DMFT)。該理論能夠精確處理局域的動態關聯效應，但是忽略了高斯近似之外的空間延展的關聯效應，所以無法處理磁性關聯與近藤禁止的動態相互作用，非常規配對漲落，或磁性阻挫等。為此，本項目擬建立一套動態平均場理論（DMFT）的延伸。該延伸結合了一套可以捕獲近藤效應與RKKY相互作用動態競爭的拓展動態平均場理論，以及一個可以用於研究空間延展關聯作用的微擾方法--對偶費米子法。若項目獲得成功，這將有助於我們理解自旋阻挫在重費米子普適相圖中，及其在近藤破壞量子臨界點附近的超導產生中所起的作用。同時，該方法也應適用於d-電子材料。
結題摘要
強關聯材料有著非常豐富的相和物理性質，理解其中的物理機制不僅具有學術上的研究價值 ，更是為製造有特定性質的專用功能材料提供理論基礎。其中最令人感興趣的是f電子材料中出現的超導電性。在這些通常被稱為重費米子化合物的體系中，其低溫性質是由體系中局域和巡遊自由度之間複雜的相互作用決定的，這也是通常強關聯的一個特徵。描述這些材料中近藤禁止和RKKY相互作用競爭的低能有效的模型是近藤晶格模型。RKKY相互作用可以是長程的鐵磁或者反鐵磁性的相互作用，對於和實際情況更相關的反鐵磁性相互作用，RKKY相互作用通常是可以阻挫的。通過改變模型中的近藤耦合強度，近藤效應和RKKY效應也會相應的調控，導致低溫下體系會從一個順磁相經歷量子臨界點到一個可能的磁有序基態，即由磁性的零溫量子相變。事實表明，這樣的量子臨界現象通常會產生超導。結合動力學大N近似和其它相似的自洽方法，重整的微擾理論，蒙特卡洛方法以及其它一些唯象的方法，我們對在f電子體系中支配磁性臨界點附近物理性質的局域化和關聯效應兩者之間如何動態的相互影響有了新的見解。 我們得到了發生在平移不變的體系中的電子局域化。這會導致安德森絕緣體，我們進而研究其與電荷密度波序之間的相互作用。另外，我們還給出阻挫是如何誘導經典和量子的液體態。我們還得到了局域量子臨界在光電子實驗中的標誌特徵。在與實驗課題組緊密的合作中，我們獲得了以下結果： 1、近藤效應開始的溫度比傳統認為的更高。 2、在f電子過渡金屬材料中晶體場激發和重費米子物理之間有著複雜且緊密的聯繫。 3、晶格的近藤關聯的建立是量子臨界的先決條件。只有近藤晶格被很好的建立起來後，量子臨界漲落才能發生。 這些在我們研究中獲得的見解應該與很多有觀測到電子局域化的強關聯材料的非費米液體現象相關的，包括銅氧化物高溫超導體和有機電荷轉移鹽。
