Luận án tiến sĩ: Chuyển pha kim loại điện môi trong hệ tương quan mạnh trên mạng quang học - Trần Thị Thu Trang
"Luận án tiến sĩ khám phá chuyển pha kim loại điện môi trong các hệ tương quan mạnh. Nghiên cứu trên mạng quang học, đề xuất giải pháp cải thiện hiệu suất."
Luan An
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
183
Thời gian đọc
28 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- Khám phá chuyển pha kim loại-điện môi Mott phức tạp
- Số trang:
- 183 trang
- Trường:
- Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
- Chuyên ngành:
- Vật lý lý thuyết và Vật lý toán
- Tác giả:
- Trần Thị Thu Trang
- Năm:
- 2023
Tóm tắt nội dung luận án
I.Khám phá chuyển pha kim loại điện môi Mott phức tạp
Tài liệu này đi sâu vào hiện tượng chuyển pha kim loại-điện môi (MIT). MIT là một sự thay đổi đột ngột trạng thái điện của vật liệu. Nó chuyển từ kim loại sang điện môi hoặc ngược lại. Hiện tượng này đặc biệt quan trọng trong các hệ tương quan mạnh. Chúng là nơi tương tác điện tử đóng vai trò chủ đạo. Nghiên cứu này cung cấp cái nhìn toàn diện về chất cách điện Mott. Nó khám phá các yếu tố chi phối MIT. Hiểu rõ các khía cạnh này mở ra tiềm năng ứng dụng vật liệu mới.
1.1. Bản chất chất cách điện Mott Điện tử tương quan mạnh gây ra tính chất điện môi. Không giống chất cách điện dải điện môi Mott vẫn có các dải chưa đầy đủ. Tương tác Coulomb mạnh giữa các điện tử là nguyên nhân chính. Chúng ngăn chặn sự di chuyển tự do của điện tử. Các vật liệu này thể hiện hành vi phi thường.
Chất cách điện Mott đại diện cho một loại vật liệu đặc biệt. Chúng có tính chất điện môi dù theo lý thuyết dải điện tử, chúng phải là kim loại. Nguyên nhân chính là do tương tác điện tử-điện tử mạnh. Cụ thể, lực đẩy Coulomb cục bộ giữa các điện tử trên cùng một vị trí. Điều này ngăn cản điện tử di chuyển tự do. Hệ quả là vật liệu trở thành chất cách điện. Hiện tượng này khác biệt rõ rệt so với chất cách điện truyền thống, nơi khe năng lượng hình thành do cấu trúc dải.
1.2. Hiện tượng chuyển pha kim loại điện môi MIT Đây là một hiện tượng lượng tử hấp dẫn. Vật liệu thay đổi đột ngột từ trạng thái kim loại sang điện môi hoặc ngược lại. Sự thay đổi này xảy ra do điều kiện bên ngoài. Ví dụ nhiệt độ áp suất hoặc từ trường. MIT rất quan trọng trong vật lý vật chất ngưng tụ. Nó mở ra hướng mới cho vật liệu điện tử.
Chuyển pha kim loại-điện môi (MIT) là một trong những hiện tượng hấp dẫn nhất trong vật lý vật chất ngưng tụ. Nó mô tả sự biến đổi đột ngột từ trạng thái dẫn điện (kim loại) sang trạng thái không dẫn điện (điện môi) hoặc ngược lại. Sự chuyển đổi này được kích hoạt bởi các yếu tố bên ngoài. Các yếu tố này bao gồm sự thay đổi nhiệt độ, áp suất, từ trường, hoặc điều khiển độ pha tạp. Nghiên cứu MIT là chìa khóa để hiểu sâu sắc về điện tử tương quan và phát triển các thiết bị điện tử thế hệ mới.
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng MIT Có hai con đường chính dẫn đến MIT. Một là thay đổi số lượng điện tử lấp đầy filling control . Con đường thứ hai là thay đổi độ rộng dải năng lượng bandwidth control . Cả hai đều kiểm soát mức độ tương tác điện tử. Hiểu rõ các yếu tố này giúp thiết kế vật liệu mới. Nghiên cứu này tập trung vào các hệ tương quan mạnh.
Các nhà khoa học đã xác định hai cơ chế chính gây ra chuyển pha kim loại-điện môi (MIT). Cơ chế đầu tiên là 'filling control MIT'. Nó liên quan đến việc thay đổi số lượng điện tử lấp đầy trong dải năng lượng. Cơ chế thứ hai là 'bandwidth control MIT'. Nó liên quan đến việc thay đổi độ rộng dải năng lượng hiệu dụng, thường thông qua thay đổi tỷ lệ giữa tương tác Coulomb và năng lượng động học của điện tử. Việc kiểm soát các yếu tố này là nền tảng để điều chỉnh tính chất vật liệu và khám phá các trạng thái vật chất mới.
II.Mô hình Hubbard Nền tảng nghiên cứu hệ tương quan mạnh
Mô hình Hubbard đóng vai trò trung tâm trong nghiên cứu các hệ điện tử tương quan mạnh. Nó cung cấp khuôn khổ đơn giản nhưng mạnh mẽ để hiểu về chuyển pha kim loại-điện môi (MIT). Tài liệu này khám phá sâu về mô hình Hubbard cơ bản và các biến thể của nó. Nó phân tích cách các thông số mô hình ảnh hưởng đến tương tác điện tử. Từ đó, nó lý giải các cơ chế dẫn đến MIT. Mô hình này là công cụ không thể thiếu trong vật lý lý thuyết.
2.1. Giới thiệu mô hình Hubbard cơ bản Mô hình Hubbard là công cụ lý thuyết quan trọng. Nó mô tả các hệ điện tử tương quan mạnh. Mô hình bao gồm hai thông số chính. Một là tích phân nhảy nút t mô tả khả năng điện tử di chuyển giữa các nút. Hai là tương tác Coulomb cục bộ U mô tả lực đẩy giữa hai điện tử trên cùng một nút.
Mô hình Hubbard được công nhận là mô hình đơn giản nhất để mô tả các hệ điện tử tương quan mạnh. Nó chỉ xem xét hai loại tương tác cơ bản. Thứ nhất là năng lượng động học của điện tử, được đặc trưng bởi tích phân nhảy nút 't'. Thông số này cho phép điện tử di chuyển giữa các nút lân cận. Thứ hai là tương tác Coulomb cục bộ 'U', mô tả lực đẩy giữa hai điện tử có spin ngược nhau cùng nằm trên một nút. Tỷ lệ U/t là yếu tố quyết định hành vi của hệ.
2.2. Tương tác điện tử và chuyển pha Mott Tương tác U là nguyên nhân chính tạo ra chất cách điện Mott. Khi U lớn hơn t điện tử bị khóa tại chỗ. Chúng không thể di chuyển dễ dàng. Điều này dẫn đến trạng thái điện môi ngay cả khi dải năng lượng không đầy. Đây là một biểu hiện của điện tử tương quan mạnh.
Trong mô hình Hubbard, tương tác Coulomb cục bộ 'U' là yếu tố then chốt gây ra chuyển pha Mott. Khi 'U' đủ lớn so với 't', năng lượng cần để hai điện tử cùng chiếm một nút trở nên rất cao. Điều này khiến điện tử bị định xứ tại chỗ, ngay cả khi dải năng lượng theo lý thuyết dải nên dẫn điện. Hệ quả là vật liệu trở thành một chất cách điện Mott. Đây là minh chứng rõ ràng cho tầm quan trọng của điện tử tương quan trong việc xác định tính chất vật liệu.
2.3. Các cơ chế dẫn đến chuyển pha MIT Chuyển pha MIT trong mô hình Hubbard diễn ra qua hai cơ chế. Cơ chế thứ nhất là điều khiển số lấp đầy filling control MIT . Điều này liên quan đến thay đổi mật độ điện tử. Cơ chế thứ hai là điều khiển độ rộng vùng bandwidth control MIT . Nó liên quan đến thay đổi tỷ lệ U t. Cả hai đều dẫn đến sự thay đổi trạng thái điện tử.
Chuyển pha kim loại-điện môi (MIT) trong mô hình Hubbard có thể được phân loại thành hai loại chính. 'Filling control MIT' xảy ra khi mật độ điện tử lấp đầy dải năng lượng thay đổi. Điều này thường được thực hiện thông qua pha tạp. 'Bandwidth control MIT' xảy ra khi tỷ lệ giữa tương tác Coulomb (U) và năng lượng động học (t) thay đổi. Sự thay đổi này làm thay đổi độ rộng dải năng lượng hiệu dụng. Cả hai cơ chế này đều là trọng tâm trong nghiên cứu chuyển pha lượng tử và MIT.
III.Mạng quang học Mô phỏng lượng tử các hệ thực
Mạng quang học cung cấp một nền tảng thực nghiệm độc đáo. Nó mô phỏng các mô hình vật lý phức tạp, bao gồm mô hình Hubbard. Nền tảng này sử dụng nguyên tử siêu lạnh. Nó cho phép kiểm soát chính xác các tham số tương tác. Nghiên cứu này tận dụng mạng quang học để khám phá chuyển pha kim loại-điện môi (MIT). Nó cho thấy tiềm năng của mô phỏng lượng tử. Việc này giúp hiểu rõ hơn về hệ tương quan mạnh trong điều kiện lý tưởng.
3.1. Nguyên lý hoạt động mạng quang học Mạng quang học tạo ra bằng cách giao thoa các chùm laser. Chúng tạo ra thế năng periodic cho nguyên tử siêu lạnh. Các nguyên tử bị nhốt trong hố thế này. Cấu trúc mạng tương tự mạng tinh thể vật liệu thực. Điều này cho phép mô phỏng các hiện tượng vật lý.
Mạng quang học là một cấu trúc tinh thể nhân tạo. Nó được tạo ra bởi sự giao thoa của nhiều chùm laser. Các laser này tạo ra một trường thế năng periodic. Trường này có thể nhốt và điều khiển các nguyên tử siêu lạnh. Các nguyên tử hoạt động như điện tử trong mạng tinh thể. Khoảng cách giữa các nút mạng và độ sâu của các hố thế có thể điều chỉnh chính xác. Điều này cho phép tái tạo các điều kiện vật lý của mạng tinh thể vật liệu thực.
3.2. Mô phỏng mô hình Hubbard trong mạng Mạng quang học là một nền tảng lý tưởng. Nó mô phỏng mô hình Hubbard với nguyên tử siêu lạnh. Các thông số t và U có thể điều chỉnh chính xác. Điều chỉnh này thực hiện thông qua cường độ laser. Mô hình cho phép nghiên cứu trực tiếp tương tác electron.
Sử dụng nguyên tử siêu lạnh trong mạng quang học, các nhà nghiên cứu có thể thực hiện mô phỏng lượng tử của mô hình Hubbard. Các thông số quan trọng của mô hình, như tích phân nhảy nút (t) và tương tác Coulomb cục bộ (U), có thể được điều chỉnh độc lập. Điều này thực hiện thông qua việc thay đổi cường độ và cấu hình của chùm laser. Khả năng kiểm soát chính xác các tham số này là lợi thế lớn. Nó cho phép khảo sát các pha vật chất khác nhau và chuyển pha lượng tử mà không gặp phải nhiễu loạn của vật liệu rắn.
3.3. Tiềm năng ứng dụng nguyên tử siêu lạnh Nguyên tử siêu lạnh trong mạng quang học cung cấp môi trường sạch. Chúng có thể kiểm soát các tham số vật lý tốt. Điều này giúp hiểu rõ hơn về điện tử tương quan. Nó cũng mở ra triển vọng cho tính toán lượng tử. Nền tảng này rất hứa hẹn trong vật lý thực nghiệm.
Nguyên tử siêu lạnh trong mạng quang học mở ra một kỷ nguyên mới cho vật lý thực nghiệm. Hệ thống này cung cấp một môi trường 'sạch' lý tưởng. Nó ít bị ảnh hưởng bởi tạp chất và các tương tác phức tạp khác. Điều này giúp cô lập và nghiên cứu các hiện tượng lượng tử cơ bản của điện tử tương quan. Tiềm năng ứng dụng bao gồm việc kiểm chứng các lý thuyết phức tạp. Nó cũng có thể giúp phát triển các công nghệ lượng tử mới, bao gồm máy tính lượng tử và cảm biến lượng tử.
IV.Phương pháp tiên tiến khảo sát chuyển pha MIT
Nghiên cứu chuyển pha kim loại-điện môi (MIT) đòi hỏi các phương pháp tính toán phức tạp. Tài liệu này áp dụng một số kỹ thuật tiên tiến. Chúng bao gồm Phương pháp trường trung bình động (DMFT) và các biến thể của nó. Các phương pháp này được thiết kế để xử lý các hệ tương quan mạnh. Chúng cung cấp cái nhìn sâu sắc về cấu trúc điện tử và giản đồ pha. Việc sử dụng các công cụ này là chìa khóa để giải quyết những thách thức trong lĩnh vực vật lý vật chất ngưng tụ.
4.1. Phương pháp trường trung bình động DMFT DMFT là một công cụ mạnh mẽ. Nó nghiên cứu các hệ tương quan mạnh ở giới hạn chiều không gian vô hạn. Phương pháp này giảm bài toán đa thể phức tạp. Nó ánh xạ nó thành một bài toán tạp chất hiệu dụng. DMFT cung cấp thông tin về phổ năng lượng. Nó cũng dự đoán giản đồ pha của chuyển pha lượng tử.
Phương pháp trường trung bình động (DMFT) là một phương pháp phi nhiễu loạn. Nó hiệu quả trong việc xử lý các hệ điện tử tương quan mạnh. DMFT ánh xạ bài toán đa thể ban đầu lên một bài toán tạp chất hiệu dụng. Bài toán này được nhúng vào một bể các điện tử. Điều này cho phép tính toán năng lượng riêng và các hàm Green của hệ. DMFT rất thành công trong việc dự đoán giản đồ pha và phổ năng lượng. Nó đặc biệt hữu ích cho việc hiểu chuyển pha kim loại-điện môi (MIT) trong các chất cách điện Mott.
4.2. DMFT đa tạp chất 2S DMFT Phương pháp 2S DMFT là một mở rộng của DMFT. Nó được sử dụng cho các hệ có hai mạng con khác nhau. Phương pháp này đặc biệt hữu ích cho các mô hình bất đối xứng. Nó cho phép nghiên cứu sự ảnh hưởng của sự bất đối xứng. Nó cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn vào các tính chất vật lý.
Trong các hệ có cấu trúc phức tạp hơn, như mô hình Hubbard bất đối xứng, phương pháp DMFT truyền thống cần được mở rộng. DMFT đa-tạp chất (2S-DMFT), hoặc DMFT hai mạng con, là một biến thể như vậy. Nó cho phép xử lý các hệ mà các nút mạng có tính chất khác nhau. Ví dụ, tương tác cục bộ hoặc năng lượng tại chỗ khác nhau. 2S-DMFT đặc biệt quan trọng để nghiên cứu ảnh hưởng của sự bất đối xứng lên chuyển pha kim loại-điện môi và các tính chất điện tử khác.
4.3. Phương pháp gần đúng sóng hợp chuẩn CPA CPA là một phương pháp khác được áp dụng. Nó hữu ích cho các hệ có sự hỗn loạn. CPA đơn giản hóa việc tính toán các hàm Green. Nó giúp đánh giá các tính chất điện tử của vật liệu. Phương pháp này hỗ trợ phân tích các hệ phức tạp.
Phương pháp gần đúng sóng hợp chuẩn (CPA) là một công cụ khác. Nó được sử dụng để phân tích các hệ có sự hỗn loạn hoặc bất trật tự. CPA cung cấp một cách hiệu quả để tính toán hàm Green trung bình của hệ. Nó giúp đánh giá các tính chất điện tử của vật liệu khi có sự pha tạp ngẫu nhiên hoặc biến đổi cục bộ. Mặc dù không mạnh mẽ như DMFT cho tương tác mạnh, CPA vẫn là một phương pháp bổ trợ quan trọng. Nó giúp hiểu các hiệu ứng của bất trật tự trong ngữ cảnh chuyển pha kim loại-điện môi.
V.Chuyển pha MIT trong mô hình Hubbard mở rộng
Tài liệu này mở rộng nghiên cứu về chuyển pha kim loại-điện môi (MIT) vượt ra ngoài mô hình Hubbard cơ bản. Nó khảo sát các biến thể của mô hình. Các biến thể này bao gồm tương tác phụ thuộc vào nút và sự bất đối xứng. Những yếu tố này thường xuất hiện trong các vật liệu thực. Phân tích các mô hình mở rộng này giúp hiểu sâu hơn về tính chất của hệ tương quan mạnh. Nó làm sáng tỏ các cơ chế phức tạp của chuyển pha lượng tử.
5.1. Mô hình Hubbard với tương tác phụ thuộc nút Nghiên cứu mở rộng mô hình Hubbard. Tương tác Coulomb cục bộ U khác nhau trên các nút mạng. Điều này mô tả các hệ dị thể hơn. Sự phụ thuộc vào nút tạo ra cấu trúc điện tử phức tạp. Nó ảnh hưởng đến các điều kiện chuyển pha kim loại điện môi.
Một trong những mở rộng quan trọng của mô hình Hubbard là cho phép tương tác Coulomb cục bộ (U) thay đổi giữa các nút mạng. Điều này mô tả các vật liệu có cấu trúc không đồng nhất hoặc các hệ đa lớp. Sự phụ thuộc vào nút của tương tác U có thể tạo ra các giản đồ pha phức tạp hơn. Nó cũng có thể dịch chuyển ranh giới chuyển pha kim loại-điện môi (MIT). Nghiên cứu này phân tích cách sự không đồng đều này ảnh hưởng đến tính chất điện tử và các pha của hệ.
5.2. Chuyển pha trong mô hình Hubbard bất đối xứng Mô hình Hubbard bất đối xứng được khảo sát. Các thông số tích phân nhảy nút t không đồng đều. Điều này tạo ra sự bất đối xứng trong mạng tinh thể. Sự bất đối xứng này thay đổi giản đồ pha. Nó cũng ảnh hưởng đến bản chất của chuyển pha lượng tử.
Mô hình Hubbard bất đối xứng là một biến thể khác được khám phá. Trong đó, tích phân nhảy nút (t) giữa các nút lân cận không còn đối xứng. Sự bất đối xứng này có thể xuất hiện do các yếu tố cấu trúc hoặc ứng suất. Nó ảnh hưởng đáng kể đến khả năng di chuyển của điện tử. Điều này dẫn đến sự thay đổi trong giản đồ pha. Nó cũng ảnh hưởng đến vị trí và bản chất của chuyển pha kim loại-điện môi. Nghiên cứu tập trung vào việc định lượng tác động của sự bất đối xứng này.
5.3. Kết quả nghiên cứu về MIT trong hệ mở rộng Kết quả cho thấy các thông số mới có ảnh hưởng lớn. Chúng làm thay đổi điều kiện xảy ra MIT. Sự phụ thuộc vào nút và bất đối xứng tạo ra các pha mới. Các pha này không tồn tại trong mô hình Hubbard cơ bản. Nghiên cứu cung cấp hiểu biết sâu sắc hơn.
Các nghiên cứu về mô hình Hubbard mở rộng đã mang lại nhiều phát hiện quan trọng. Sự phụ thuộc vào nút của tương tác U và sự bất đối xứng của tích phân nhảy nút đều có tác động đáng kể. Chúng làm thay đổi các điều kiện cần để xảy ra chuyển pha kim loại-điện môi (MIT). Điều này có thể dẫn đến sự xuất hiện của các pha vật chất mới hoặc sự dịch chuyển của ranh giới pha. Kết quả này mở rộng sự hiểu biết về các hệ tương quan mạnh. Nó cung cấp khuôn khổ để thiết kế vật liệu với các tính chất điện tử mong muốn.
VI.Phân tích chuyên sâu MIT với mô hình Hubbard bất đối xứng
Tài liệu này tiến hành phân tích sâu rộng về chuyển pha kim loại-điện môi (MIT) trong mô hình Hubbard phức tạp nhất. Đây là mô hình kết hợp cả tương tác phụ thuộc nút và sự bất đối xứng. Để thực hiện, nó sử dụng các phương pháp tính toán tiên tiến. Các phương pháp này bao gồm phương pháp hiệu dụng (EMM) và DMFT hai trạng thái (2S-DMFT). Mục tiêu là làm sáng tỏ các cơ chế vi mô. Chúng điều khiển chuyển pha lượng tử trong các hệ tương quan mạnh rất phức tạp.
6.1. Tiếp cận bằng phương pháp hiệu dụng EMM Phương pháp hiệu dụng được sử dụng. Nó giúp giải quyết mô hình Hubbard bất đối xứng. EMM đơn giản hóa bài toán phức tạp. Nó cho phép tính toán các đặc trưng pha. Phương pháp này cung cấp cái nhìn ban đầu về hệ.
Để nghiên cứu mô hình Hubbard bất đối xứng với tương tác phụ thuộc nút, phương pháp hiệu dụng (EMM) được áp dụng. EMM cung cấp một cách tiếp cận gần đúng. Nó giúp đơn giản hóa bài toán đa thể phức tạp này. Phương pháp này cho phép ước tính các thông số quan trọng của hệ. Nó cung cấp cái nhìn ban đầu về giản đồ pha và sự xuất hiện của chuyển pha kim loại-điện môi (MIT). EMM là một bước đệm quan trọng trước khi sử dụng các phương pháp tính toán chuyên sâu hơn.
6.2. Ứng dụng DMFT hai trạng thái 2S DMFT 2S DMFT là công cụ chủ chốt. Nó phân tích chi tiết chuyển pha MIT trong mô hình. Mô hình này bao gồm cả bất đối xứng và tương tác phụ thuộc nút. Phương pháp này cho phép khảo sát phổ năng lượng. Nó cũng xác định ranh giới pha chính xác hơn.
Phương pháp DMFT hai trạng thái (2S-DMFT) là công cụ chính được sử dụng. Nó phân tích chi tiết chuyển pha kim loại-điện môi (MIT) trong mô hình Hubbard bất đối xứng với tương tác phụ thuộc nút. 2S-DMFT cho phép tính toán chính xác phổ năng lượng. Nó cũng xác định ranh giới pha một cách đáng tin cậy. Phương pháp này rất cần thiết để hiểu các hiệu ứng phức tạp của sự kết hợp giữa bất đối xứng và tương tác cục bộ không đồng đều lên tính chất điện tử và chuyển pha lượng tử.
6.3. Đánh giá kết quả tính toán số Các kết quả tính toán chỉ ra. Sự kết hợp của bất đối xứng và tương tác phụ thuộc nút tạo ra hiện tượng mới. Giản đồ pha trở nên phong phú hơn. Ranh giới giữa pha kim loại và điện môi dịch chuyển. Nghiên cứu này đóng góp vào sự hiểu biết về điện tử tương quan. Nó cũng mở ra hướng nghiên cứu mới.
Các kết quả tính toán số từ EMM và 2S-DMFT cung cấp bằng chứng rõ ràng. Sự kết hợp của bất đối xứng và tương tác phụ thuộc nút tạo ra các hiện tượng vật lý phong phú. Giản đồ pha của hệ trở nên phức tạp hơn đáng kể. Ranh giới giữa pha kim loại và điện môi dịch chuyển một cách không tầm thường. Các phát hiện này góp phần sâu sắc vào sự hiểu biết về điện tử tương quan. Nó mở ra hướng nghiên cứu mới cho các vật liệu có cấu trúc không đồng nhất và tiềm năng ứng dụng trong công nghệ điện tử.
Mục lục chi tiết luận án
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (183 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ––––––––––––– TRẦN THỊ THU TRANG CHUYỂN PHA KIM LOẠI - ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán Mã số: 9.03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội – 2023 LỜI CẢM ƠN Luận án này được thực hiện tại khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội và Viện Vật lí, dưới sự chỉ bảo, hướng dẫn nhiệt tình và tận tâm của PGS.TS Hoàng Anh Tuấn cũng như PGS.TS Lê Đức Ánh. Tôi đã được các thầy định hình con đường nghiên cứu khoa học từ khi là học viên cao học. Các thầy luôn tận tình dìu dắt, sẻ chia, hỗ trợ và tạo động lực cho tôi suốt quá trình học tập và nghiên cứu trong nhiều năm. Tôi xin bày tỏ lòng tri ân sâu sắc tới các thầy.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Viện Vật lí đã cho tôi môi trường học tập và nghiên cứu tốt nhất, tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành nghiên cứu của mình. Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô trong khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội và các thầy cô tại Viện Vật lý, những người luôn tận tình dạy bảo và đồng hành cùng tôi; cảm ơn các bạn bè và đồng nghiệp đã luôn động viên, khích lệ và giúp đỡ tôi vượt qua khó khăn trong quá trình học tập, làm việc, nghiên cứu và hoàn thiện luận án. Cuối cùng, tôi xin gửi lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình tôi khi luôn bao dung, ủng hộ và khuyến khích tôi học tập và nghiên cứu. Hà Nội, ngày 29 tháng 03 năm 2023 Tác giả luận án Trần Thị Thu Trang LỜI CAM ĐOAN Các kết quả nghiên cứu công bố trong luận án được trích dẫn lại từ các công trình đã được xuất bản của tôi và nhóm nghiên cứu.
Các số liệu và kết quả này là trung thực và chưa từng được công bố trong các công trình của tác giả khác. Tôi xin chịu trách nhiệm về những kết quả công bố trong luận án cũng như nội dung luận án. Tác giả luận án Trần Thị Thu Trang Mục lục Mở đầu. Tổng quan về chuyển pha kim loại – điện môi Mott.
Điện môi Mott. Mô hình Hubbard và chuyển pha kim loại – điện môi Mott.Mô hình Hubbard.Hai con đường dẫn đến chuyển pha kim loại – điện môi. Mạng quang học.Mạng quang học – mô phỏng lượng tử mạng tinh thể thực.Mô phỏng mô hình Hubbard trong mạng quang học. Một số phương pháp nghiên cứu chuyển pha kim loại – điện môi Mott 25 1.Phương pháp CPA.Phương pháp DMFT.Phương pháp 2S-DMFT.
Kết luận chương 1. Chuyển pha kim loại – điện môi trong mô hình Hubbard với một thông số bổ sung. Mô hình Hubbard với tương tác phụ thuộc vào nút.Mô hình và hình thức luận.Chuyển pha kim loại – điện môi trong mô hình Hubbard với tương tác phụ thuộc vào nút. Mô hình Hubbard bất đối xứng.Mô hình và hình thức luận.Chuyển pha kim loại – điện môi trong mô hình Hubbard bất đối xứng.
Kết luận chương 2. Chuyển pha kim loại – điện môi trong mô hình Hubbard bất đối xứng với tương tác phụ thuộc vào nút. Tiếp cận bằng EMM.Hình thức luận.Kết quả tính số. Tiếp cận bằng 2S-DMFT.Hình thức luận.Kết quả tính số.
Kết luận chương 3. 90 Danh mục công trình khoa học thuộc luận án đã được công bố.93 Tài liệu tham khảo. 94 Phụ lục A: Các biến đổi chương 3. Các hệ thức phản giao hoán.
Các hệ thức giao hoán. Gần đúng Zubarev. Phương trình chuyển động của các hàm Green.107 Danh sách hình vẽ 1.1 Giản đồ pha của V2O3 [51].3 Mật độ trạng thái ρ(ω) = −ℑG ở giới hạn d = ∞, T = 0K trong mô hình Hubbard lấp đầy một nửa với U /t∗ = 1, 2, 2.4 Giản đồ pha trong trường hợp d = ∞ của mô hình Hubbard lấp đầy một nửa [27].5 Giản đồ pha của MIT dựa trên mô hình Hubbard theo hai thông số U /t và số lấp đầy n. Hai con đường dẫn đến chuyển pha được chỉ ra: do điều khiển số lấp đầy (FC-MIT) và do điều khiển độ rộng vùng (BC-MIT) [39].
Mạng quang học; b. Tinh thể thực [30].7 Một chùm laser sẽ tạo ra thế tỉ lệ với cường độ của chùm [30].8 Hai chùm laser giao thoa tạo ra sóng đứng một chiều [30].9 Bốn chùm laser hai chiều trực giao tạo ra mạng hai chiều [5].10 Sáu chùm laser ba chiều trực giao tạo ra mạng ba chiều [5].11 Cường độ tương tác cục bộ U và tích phân nhảy nút t phụ thuộc độ sâu mạng tinh thể sL, kết quả từ các tính toán cấu trúc dải với các nguyên tử bosonic 87Rb trong mạng tinh thể quang học có bước sóng λ = 852nm [68].12 Quang phổ của V2O3 gần MIT. Tính toán từ DMFT (đường liền) cho thấy sự tương đồng về đặc điểm định tính với phổ thực nghiệm (đường chấm) [46].13 Phổ phonon thực nghiệm của hợp kim Pu − 0.14 Minh hoạ mạng thực.15 Minh hoạ bể tương tác.16 DMFT có thể được xem như là ánh xạ mô hình Hubbard d chiều với năng lượng riêng Σ(k, ω) trên một tạp được miêu tả bởi mô hình Anderson đơn tạp lai hoá với bể được tạo nên bởi các điện tử khác [27]. Trong phạm vi này năng lượng riêng Σ(ω) không phụ thuộc vào k [80].17 Mô hình tự hợp giải theo phương pháp DMFT.18 Sự phụ thuộc của trọng số Z vào U trong hệ lấp đầy một nửa với 2S-DMFT, gần đúng Brinkman-Rice (nét đứt), ED (đường nét liền), NRG (đường chấm) [63].1 Hàm mật độ trạng thái của các mạng con A (B) với UB = 0 và 2 giá trị khác của UA.
Cả hai trường hợp trạng thái của hệ đều là kim loại .2 Hàm mật độ trạng thái của các mạng con A (B) với UB = 2UA. Hình trên (dưới) ứng với trạng thái của hệ là kim loại (điện môi) khi UA = −0.3 Giản đồ pha của HMSDI tại nhiệt độ T = 0K và lấp đầy một nửa.4 Hàm mật độ trạng thái của các mạng con A (B) tại mức Fermi ρα (0) theo UA với UB/UA = 1. Theo CPA, iii chuyển pha là liên tục.5 Số cư trú đôi Dα phụ thuộc vào thế UA với các giá trị UB/UA = 1.6 Số cư trú đôi Dα phụ thuộc vào thế UA với các giá trị UB/UA = 1.7 Mật độ trạng thái cho spin up và spin down với r = 0.4 và các giá trị khác nhau của thế tương tác trên nút: U = D; 1.22D; 2D tương ứng với trạng thái kim loại; chuyển pha; điện môi.8 Mật độ trạng thái tại mức Fermi như một hàm của thế tương tác trên nút tại một số giá trị của r(r = 0.9 Tổng mật độ trạng thái tại mức Fermi ρ(0) = ρ↑(0)+ ρ↓(0) phụ thuộc vào thế đẩy trên nút với r = 0. Giá trị của thế tới hạn UC thu được từ ngoại suy trên miền dữ liệu U < 1.10 Thế tới hạn UC/D phụ thuộc vào r trong AHM lấp đầy một nửa tại T = 0K (kết quả tính số (đường chấm xanh) và kết quả thu được từ biểu thức giải tích (2.11 Số cư trú đôi < n↑n↓ > như một hàm của thế tương tác trên nút tính theo EMM và so sánh với DMFT [85].1 Mật độ trạng thái phụ thuộc spin của các mạng con đối với U = 1.5D, tham số điều biến không gian γ = 0.8 và các giá trị khác nhau của tham số bất đối xứng r.
Kênh trên cùng: trạng thái kim loại với r = 1.0; kênh giữa: chuyển pha xảy ra ở rC = 0.94; kênh dưới: trạng thái điệ n môi với r = 0.2 Mật độ trạng thái tại mức Fermi phụ thuộc vào tham số bất đối xứng khi U = 1.5D tại một số giá trị của tham số điều biến không gian γ.3 Mật độ trạng thái phụ thuộc spin của các mạng con đối với U = 1.8 tại một số giá trị của tham số điều biến không gian γ. Kênh trên cùng: trạng thái kim loại với γ = 1.0; kênh giữa: trạng thái chuyển pha xảy ra ở γC = 0.926; v kênh dưới: trạng thái điện môi với γ = 0.4 Mật độ trạng thái tại mức Fermi phụ thuộc vào tham số điều biến không gian trong trường hợp U = 1.5D với nhiều giá trị của tham số bất đối xứng r.5 Số cư trú đôi < n↑n↓ > phụ thuộc vào thế tương tác U với tham số điều biến không gian γ = 0.5, tại một số giá trị của tham số bất đối xứng r.6 Tham số điều biến không gian tới hạn của AHMSDI lấp đầy một nửa phụ thuộc vào tham số bất đối xứng tương ứng với một số giá trị của thế tương tác trên nút U = 1.7 Thế tương tác tới hạn UC của AHMSDI lấp đầy một nửa phụ thuộc vào tham số bất đối xứng tương ứng với một số giá trị của tham số điề u biến không gian γ = 1.8 Giản đồ pha trạng thái cơ bản của AHMSDI lấp đầy một nửa phụ thuộc vào thế tương tác trên mỗi mạng con tương ứng với một số giá trị của tham số bất đối xứng r = 1.9 Giản đồ pha trạng thái cơ bản cho AHMSDI lấp đầy một nửa như hàm số của thế tương tác UA/D và UB/D với một số giá trị của tham số bất đối xứng r = 1.10 Mật độ trạng thái tại T = 0K của mạng con A(B) với r = 0.4,UB = −2UA và một số giá trị của thế tương tác UA/D = 0.11 Mật độ trạng thái tại mức Fermi như hàm của thế tương tác UA trong. 81 trường hợp r = 0.12 Trọng số chuẩn hạt tại mức Fermi phụ thuộc vào UA trong các trường hợp: UB = −UA, r = 0.4(b);UB = −2UA, r = vi 0.13 Số cư trú đôi dA(dB) cho mỗi mạng con A(B) trong hệ có UB = −2UA phụ thuộc vào thế UA trong các trường hợp r = 1.14 Minh họa dịch chuyển của fermion giữa bốn vị trí của mạng tinh thể vuông lưỡng cực.15 So sánh giản đồ pha trong giới hạn AHM tìm được theo EMM và 2S-DMFT với mộtsốkếtquảtrong [15], [85].16 So sánh trọng số chuẩn hạt tại mức Fermi theo 2S-DMFT với DMFT [85] tại r = 0.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Trần Thị Thu Trang (2023). Chuyển pha kim loại điện môi trong hệ tương quan mạnh trên mạng quang học [Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội]. LuanAn.net. https://luanan.net/vat-ly/chuyen-pha-kim-loai-dien-moi-he-tuong-quan-manh-mang-quang-hoc
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Chuyển pha kim loại điện môi trong hệ tương quan mạnh trên mạng quang học" nghiên cứu về vấn đề gì?
"Luận án tiến sĩ khám phá chuyển pha kim loại điện môi trong các hệ tương quan mạnh. Nghiên cứu trên mạng quang học, đề xuất giải pháp cải thiện hiệu suất."
Luận án "Chuyển pha kim loại điện môi trong hệ tương quan mạnh trên mạng quang học" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. Năm bảo vệ: 2023.
Luận án "Chuyển pha kim loại điện môi trong hệ tương quan mạnh trên mạng quang học" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Chuyển pha kim loại điện môi trong hệ tương quan mạnh trên mạng quang học" thuộc chuyên ngành Vật lý lý thuyết và vật lý toán. Danh mục: Vật Lý.
Luận án "Chuyển pha kim loại điện môi trong hệ tương quan mạnh trên mạng quang học" có bao nhiêu trang?
Luận án "Chuyển pha kim loại điện môi trong hệ tương quan mạnh trên mạng quang học" có 183 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Chuyển pha kim loại điện môi trong hệ tương quan mạnh trên mạng quang học" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.