發(fā)布時(shí)間：2017-11-12 18:17

  本文關(guān)鍵詞：二維強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系量子相變之動(dòng)力學(xué)平均場(chǎng)理論研究

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【摘要】：二維強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系量子相變是凝聚態(tài)物理中非常重要的研究領(lǐng)域。二維強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系中發(fā)現(xiàn)的諸多新奇的物理現(xiàn)象不僅有重要的理論意義,而且有潛在的應(yīng)用價(jià)值。強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系中電子間相互強(qiáng)度已達(dá)到與其動(dòng)能大小相當(dāng)或更大的量級(jí)的這一特征這使單電子近似的固體能帶理論不能夠有效地研究該體系。然而,動(dòng)力學(xué)平均場(chǎng)理論和光晶格中冷原子對(duì)強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系量子相變的研究提供了可行的理論方法和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。本文采用半滿的單帶的哈伯德模型描述Square-octagon晶格、Ruby晶格和各向異性三角晶格中的費(fèi)米子行為。對(duì)Square-octagon晶格、Ruby晶格我們采用團(tuán)簇動(dòng)力學(xué)平均場(chǎng)理論將格點(diǎn)模型映射為團(tuán)簇雜質(zhì)模型,選用連續(xù)時(shí)間量子蒙特卡羅算法為雜質(zhì)求解器。在計(jì)算單粒子態(tài)密度和雙占據(jù)數(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合所定義的磁性序參量給出了體系的量子磁性相圖。各向同性Square-octagon晶格相互作用和溫度相圖顯示在金屬相和絕緣相中均能觀察到反鐵磁序和順磁序;溫度T=0.17時(shí),在各向異性參數(shù)和相互作用能的相圖中反鐵磁金屬消失而其它的量子磁性相依然出現(xiàn)。還討論了Square-octagon晶格中各量子相中相互作用能和能隙之間的關(guān)系。對(duì)Ruby晶格中費(fèi)米子體系我們給出了相互作用與溫度的量子磁性相圖,不同溫度下Ruby晶格不同量子相中相互作用與能隙之間的關(guān)系。研究表明,低溫下體系處于莫特絕緣基態(tài);隨著溫度和相互作用的增加先后轉(zhuǎn)變?yōu)樽孕芏炔ń饘俸晚槾沤饘�。�?duì)各向異性三角晶格則采用動(dòng)力學(xué)團(tuán)簇近似將格點(diǎn)模型映射為團(tuán)簇雜質(zhì)模型。結(jié)合動(dòng)力學(xué)團(tuán)簇近似和連續(xù)時(shí)間量子蒙特卡羅算法計(jì)算各向異性三角光晶的單粒子態(tài)密度、雙占據(jù)數(shù)和費(fèi)面的演化基礎(chǔ)上給出了溫度和相互作用對(duì)體系量子相變的影響。計(jì)算結(jié)果顯示體系經(jīng)歷了費(fèi)米液體到莫特絕緣體的量子相變。對(duì)各向異性三角晶格在費(fèi)米子體系的研究,我們提出了基于光晶格中冷原子的量子模擬研究方案,其中動(dòng)能與光晶格激光電場(chǎng)振幅緊密關(guān)聯(lián),原子間相互作用可通過(guò)費(fèi)氏巴赫共振進(jìn)行調(diào)控。全文包括由緒論、Square-octagon晶格中量子磁性相變、Ruby晶格中量子磁性相變、各向異性三角晶格中量子相變以及結(jié)論與展望等章節(jié)。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O469

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本文編號(hào)：1177042