准一维关联与拓扑系统的理论研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Pkulibo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
关联电子体系是凝聚态物理学中长盛不衰的问题,一维体系为研究电子关联提供了一个很好的平台。本论文研究两类一维电子关联体系,一类是三能带Tomonaga-Luttinger液体,我们将讨论其在具有非常规超导电性的准一维铬基超导体的应用,另一类是相互作用Kitaev链,我们通过解析严格解与数值密度矩阵重整化群分析其相图与量子相变。  本论文的第一部分,从三能带Tomonaga-Luttinger液体的角度研究最近发现的准一维铬基超导体。我们先从一维的[(Cr3As3)2]∞链出发,基于密度泛函理论的结果和分子轨道的概念,提出了三带Hubbard模型。在连续极限下,我们采用玻色化的理论方法得到体系的低能有效理论,系统的(高温)正常态由三能带Tomonaga-Luttinger液体描述。通过计算自旋关联函数,我们解释了实验上观测的自旋晶格弛豫率随温度的非整数幂律依赖关系。在低温下,我们用重整化群的理论方法探究Tomonaga-Luttinger液体的不稳定性,得到体系的相图,发现其中可能存在自旋三态的超导不稳定性。最后我们考虑微弱的链间耦合,研究其对基态不稳定性的影响。  本论文的第二部分,研究了相互作用Kitaev链模型。我们发现在对称点=t和化学势μ=0情况下可以得到相互作用Kitaev链的严格解。此严格解的区域包含了三个不同的相:平庸超导、拓扑超导与电荷密度波态。通过两个Jordan-Wigner变换和一个自旋旋转,我们可以将这样一个对称模型映射成一个无相互作用费米模型,从而可以通过奇异值分解得到模型的严格解。基于严格解,我们研究了体系的基态性质,并发现了体系拓扑相与拓扑平庸相之间的对偶对称性。在此基础上我们还通过边缘关联函数研究了拓扑相与拓扑平庸相之间的量子相变。当参数偏离严格可解区域时,我们用密度矩阵重整化群的方法研究了一般参数情况下的相互作用Kitaev链,并给出了相应的相图。我们发现边缘关联函数只在拓扑超导态具有非零的值,有效地刻画了拓扑超导态中的拓扑序。通过计算拓扑超导态中的谱函数,我们研究了相互作用对Majorana零模的影响,发现相互作用会抑制Majorana零模在谱函数中的权重。并会改变连续谱的权重随频率依赖关系的指数,这在实验上可以通过遂穿电导进行验证。
其他文献
近年来,纸张薄膜晶体管因其成本低廉、可再生等特点受到了广泛关注。但是,在低温条件下制备的纸张薄膜晶体管工作电压都很高,基本上都超过了10V。这样的纸张薄膜晶体管因为工作
永磁体与运动非磁性导体的相互作用是一种广泛应用的电磁感应现象,通过理论分析,提出了永磁体受力的力矩模型,可以实现运动非磁性导体驱动永磁体绕中心对称轴旋转,这一现象能
染料敏化太阳能电池(DSC)作为一个新型的光电电池,由于其制作简单,成本低廉,热稳定性好等优点,引起了全球科研人员的广泛关注。然而,目前染料敏化太阳能电池的光电转换效率仍然不够高,还不能实现商业化的大规模生产,现在染料敏化太阳能电池研究的焦点是如何提高光电转换效率。已有的研究表明染料敏化剂的性能对光电转换效率有重大影响。为了深入的了解染料敏化剂不同共轭桥的性质和染料敏化剂的光电性质,用密度泛函理论
2004年,Novoselov等人成功制备出石墨烯,为发展高性能碳基纳米电子器件提供了新的契机,目前石墨烯在电子学中的应用研究已成为其高端研究的最重要内容之一。本文采用基于密度泛
近年来,半导体光催化技术由于其在太阳能转化、环境净化和光催化降解有机物方面的应用越来越受到人们的关注。半导体光催化技术可以将有机污染物完全降解为无毒的CO2和H2O,因此光催化技术将成为应对环境污染问题的重要手段之一。TiO2由于无毒、廉价、高效光催化活性、物理化学性质稳定等优点而成为目前公认的性能优良的光催化剂。但由于其带隙宽(3.2eV),只能响应紫外和近紫外线,对太阳能的利用率低,极大的限制