课题基金 / 基金详情

多能带电子模型中新的电子相和量子相变

批准号:
12074008
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
Ryuichi Shindou
依托单位:
学科分类:
强关联体系
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
Ryuichi Shindou

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
在实验上发现石墨烯促进了拓扑材料和2维材料科学的爆炸性发展。这些量子材料的关键因素之一是多能带效应、电子关联、淬火无序之间的相互影响。本项目研究具有有限体积费米表面的多能带电子模型,并探索新的(novel)多能带效应、电子关联和无序之间新的相互影响。申请人将主要研究具有有限体积费米面的一对电子型和空穴型的双能带模型。通过这项研究,申请人将(1)阐明和这个模型的激子不稳定性相关的量子临界现象,(2) 阐明在电子-空穴双层(EHDL)系统中的非传统的激子相。这个项目还有另外两个补充的主题。申请人将(3)阐明在3维金属的量子极限下,电子关联与猝火无序的相互影响和几何效应,通过这个揭示稳定奇异电子相(如3维魏格纳晶体相)的新微观机制,(4)阐明无序驱动的从3维拓扑绝缘体到辛类扩散金属的量子相变所属的普适类。预期的结果将为拓扑材料科学领域贡献一部分不可或缺的知识。
英文摘要
Experimental discovery of graphene promotes an explosive development on topological material science as well as two-dimensional (2D) material science. A key ingredient in these quantum materials is an interplay effect among multiple-band effect, electron correlation, and quenched disorder. This project studies multiple-band electron models with finite volume of Fermi surfaces and discovers novel interplay effects among these three. The applicant will primarily study a two-band model with a pair of electron and hole bands with finite Fermi surfaces. Through the study, the applicant will (1) clarify natures of novel superconductivity and quantum phase transition associated with an exitonic instability of the model, and (2) clarify unconventional excitonic phases in an electron-hole double-layer (EHDL) system. .The project has another two complementary topics. The applicant will (3) clarify an interplay effect between electron correlation and the quenched disorder as well as a geometric effect in 3D metals in the quantum limit. By doing so, the applicant will reveal a novel microscopic mechanism that stabilizes exotic electronic phases such as 3D Wigner crystal phase. As a study on an interplay between multiple-band effect and disorder, the applicant will also (4) clarify the universality class of the disorder-driven quantum phase transition from 3D topological insulator to diffusive metals in the symplectic class. The expected result will provide an indispensable piece of knowledge in the field of topological material science.
我们的自然界充满了耗散介质中波的局域现象,其中波本身通过能量耗散随着时间的推移而衰减。这种开放物理系统中的运动方程通常由非埃尔米特矩阵描述,而耗散介质中波局域的普遍临界性质可以通过非埃尔米特矩阵来研究。 以前的研究已经知道,非厄米特矩阵具有 38个对称类,而厄米特矩阵具有 10个对称类。使用数值和理论方法,我们引入了 38 个非厄米特对称类和 10个对称类之间的满射映射,并阐明了由映射链接的厄米特对称类和非厄米对称类应始终共享任何无序驱动的量子相变的存在性和普遍性类。根据此映射,Hermitian 手性对称类与最基本的非 Hermitian 对称类中的非 Hermitian 矩阵共享相同的无序驱动相变。这表明 Hermitian 手性对称类中的无序驱动量子相变对开放物理系统中的定位现象有更广泛的应用。通过使用数值方法,我们阐明了一维弱拓扑完全改变了厄米特手性对称类中安德森定位的性质,在金属和安德森局部相之间产生了一个新的中间相(我们将其命名为“准局域化”相)。后来,我们进一步阐明了中间准局域相的普遍出现是手性非线性 sigma 模型中一维弱拓扑项引起的拓扑量子干涉效应的直接结果。至于电子相互作用与多能带效应之间的相互作用,我们提出了自旋超流体中的无耗散自旋电荷转换现象,以及通用半金属中激子的反粒子模拟。
自旋轨道耦合量子材料中的拓扑磁体
  • 批准号:
    11674011
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    Ryuichi Shindou
  • 依托单位:
国内基金
海外基金