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应用化学 2014年第4期31卷 389-393页

作者：贾海涛黄海瑛何天白中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022

在自洽平均场中计算聚合物宏观相分离体系时,需要将正则系综与巨正则系综结合使用。通过将正则系综与巨正则系综之间的变量进行转化,只在正则系综下计算即可得到巨正则系综下的相应变量的值,在很大程度上减少了计算量。本文利用这种简... 详细信息

在自洽平均场中计算聚合物宏观相分离体系时,需要将正则系综与巨正则系综结合使用。通过将正则系综与巨正则系综之间的变量进行转化,只在正则系综下计算即可得到巨正则系综下的相应变量的值,在很大程度上减少了计算量。本文利用这种简化方法计算了A-b-B两嵌段共聚物与均聚物A在不同均聚物聚合度下随着均聚物含量变化的相图,其结果与巨正则系综下的计算结果相同。该结果表明,在嵌段共聚物与均聚物的共混体系中,增加嵌段共聚物组成fA或者减小均聚物的聚合度,将有效阻止体系发生宏观相分离。

关键词：自洽平均场正则系综共混宏观相分离相图

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5d钙钛矿材料中多极矩序及其物性的计算研究

5d钙钛矿材料中多极矩序及其物性的计算研究

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作者：张玄烨华中科技大学

学位级别：硕士

5d电子具备两个显著的特点,一个是随着原子数增加而增强的自旋轨道耦合λ,另一个是空间延展的轨道导致不可忽略的最近邻库伦排斥V。在过去的研究中,5d钙钛矿材料中在位库伦排斥U和λ的相互作用及其导致的新奇物理性质吸引了大量的关注,... 详细信息

5d电子具备两个显著的特点,一个是随着原子数增加而增强的自旋轨道耦合λ,另一个是空间延展的轨道导致不可忽略的最近邻库伦排斥V。在过去的研究中,5d钙钛矿材料中在位库伦排斥U和λ的相互作用及其导致的新奇物理性质吸引了大量的关注,如强自旋轨道耦合驱动的Mott绝缘体相变、非共线磁矩、轨道阻挫和高阶多极矩序等等。其中具备轨道阻挫的面心立方钙钛矿成为了研究重点:当保持轨道阻挫的时候,其有望成为长期追寻的量子自旋液体;当轨道阻挫破除的时候,其通常导致伴随晶格畸变的轨道序。然而当前大多数的工作都被U和λ吸引,而忽略了V对于5d钙钛矿材料新奇物性的影响。尤其是第一性原理计算领域缺少能够综合考虑U、λ和V的通用程序去研究5d钙钛矿材料中丰富的多极矩相变。在本文的工作中,基于第一性原理计算和Unrestricted Hartree-Fock平均场的方法将U、λ和V加入到自洽计算中,并研究了BaMg Re O的相变机制与基态性质。研究表明U和λ主要决定局域序参量,如轨道四极矩序和磁偶极矩,而V在决定这些序参量的排列中发挥了至关重要的作用。为了最大限度地降低体系中的库伦排斥能,至少10me V的最近邻库伦排斥就可以稳定住反平行的Q和平行正值的Q序,使得BaMg Re O进入体心四方相。由于5d过渡金属轨道角动量的不完全猝灭,反平行的Q可以提供一种在自旋空间产生Dzyaloshinskii–Moriya相互作用的新机制。这种相互作用进一步导致了实验中所观测到的斜角反铁磁态。此外,在斜角反铁磁的计算中发现了与偶极矩幅值相当的八极矩,这些八极矩也沿着[110]方向存在一个斜角排列。本工作弥补了第一性原理计算在研究5d钙钛矿材料中缺少V的不足,深刻地揭示了BaMg Re O中的相变机制和基态性质,这对于理解5d钙钛矿材料中的结构相变和非常规磁性行为具有借鉴意义。

关键词： 5d钙钛矿材料轨道序多极矩序强关联与强自旋轨道耦合相变机制自洽平均场

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腔中超冷玻色气体的扩展哈伯德模型

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山西大学学报(自然科学版) 2020年第2期43卷 299-303页

作者：陈煌杰郑东琛余炎强廖任远福建师范大学物理与能源学院福建省量子调控与新能源材料重点实验室

最近的实验中,ETH小组成功地将玻色气体载入置于腔中的光晶格中,从而在实验上实现了带有长程相互作用的扩展哈伯德模型。文章基于自洽平均场和微扰法,分析了扩展哈伯德模型的量子相变。基态相图展示了带有CDW态的有趣图案。计算了Mott... 详细信息

最近的实验中,ETH小组成功地将玻色气体载入置于腔中的光晶格中,从而在实验上实现了带有长程相互作用的扩展哈伯德模型。文章基于自洽平均场和微扰法,分析了扩展哈伯德模型的量子相变。基态相图展示了带有CDW态的有趣图案。计算了Mott绝缘相到超流相的临界跃迁振幅和超流相到正常流体的临界温度。进一步研究了在固定化学势(μ=0.5)下超流的热力学性质,其显示了有限温下不同长程相互作用强度对体系的影响。

关键词：玻色-爱因斯坦凝聚态扩展哈伯德模型自洽平均场长程相互作用

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腔中超冷玻色气体的扩展哈伯德模型

腔中超冷玻色气体的扩展哈伯德模型

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作者：陈煌杰福建师范大学

学位级别：硕士

光晶格中的超冷原子体系已经成为研究低温物理的重要平台,玻色-爱因斯坦凝聚体在量子仿真、量子信息以及精密测量等前沿领域中发挥着重要的作用。被人们广泛研究的哈伯德模型是描述超冷原子强关联体系的有效理论。随着实验研究的进展,... 详细信息

光晶格中的超冷原子体系已经成为研究低温物理的重要平台,玻色-爱因斯坦凝聚体在量子仿真、量子信息以及精密测量等前沿领域中发挥着重要的作用。被人们广泛研究的哈伯德模型是描述超冷原子强关联体系的有效理论。随着实验研究的进展,人们实验了在光晶格与光学腔共同作用下产生的外势场中玻色-爱因斯坦凝聚体,通过改变晶格中粒子之间短程和长程相互作用,实现了超流态与莫特绝缘态之外新的相态。本文研究了同时带有长程相互作用和短程相互作用的扩展哈伯德模型,通过微扰法和自洽平均场等方法分别研究了体系在不同温度条件下的物理性质。在零温条件下,首先分析了粒子无跃迁情况,通过解析哈密顿量得到了基态相图,长程相互作用的存在会使体系出现CDW态。其次分析粒子有跃迁情况,对哈密顿量的跃迁动能项进行自洽平均场处理,并进行数值模拟,得到了跃迁动能对超流序参量和粒子数密度的影响,我们发现粒子的跃迁动能和长程相互作用的共同存在时,除了CDW态体系还会出现超固态。在有限温度条件下,首先分析了温度对超流序参数和粒子数密度的影响,得到不同参数下发生相变所需要的临界温度,我们发现长程序会随着温度升高而逐渐消失。之后结合热力学相关理论,得到不同相态体系内能、比热容和熵等物理性质随温度变化的关系,我们发现当体系温度大于临界温度时,热力学性质的变化与温度小于临界温度时相比,有着明显的不同。

关键词：玻色-爱因斯坦凝聚体自洽平均场超流序参量长程相互作用

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