動(dòng)態(tài)發(fā)布，集中呈現(xiàn)學(xué)校學(xué)術(shù)活動(dòng)預(yù)告、專家學(xué)者觀點(diǎn)、學(xué)術(shù)成果榮譽(yù)等。
我校物理學(xué)系馬天星教授及其博士生張陸峰與加州大學(xué)Davis分校的Richard T. Scalettar教授課題組合作，使用數(shù)值嚴(yán)格的方法，研究了狄拉克費(fèi)米體系中電子關(guān)聯(lián)和無序的相互競(jìng)爭(zhēng)，發(fā)現(xiàn)無序減小了金屬-絕緣轉(zhuǎn)變需要的臨界庫(kù)倫相互作用值，并導(dǎo)致了新的非磁絕緣相。這一發(fā)現(xiàn)豐富了我們對(duì)狄拉克費(fèi)米體系中金屬-絕緣相變的認(rèn)知，有助于發(fā)明新的低功耗莫特晶體管。該成果已發(fā)表在國(guó)際物理學(xué)界權(quán)威期刊Phys. Rev. Lett.上[1]，我校物理學(xué)系為第一完成單位。
早在1958年，美國(guó)物理學(xué)家Anderson首先預(yù)測(cè)，在導(dǎo)體內(nèi)加入雜質(zhì)，導(dǎo)電性會(huì)消失而呈現(xiàn)出絕緣體的性質(zhì)。這一現(xiàn)象，即Anderson局域化，是凝聚態(tài)物理的經(jīng)典問題，Anderson也因此獲得了1977年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。近年來，無相互作用的狄拉克費(fèi)米電子體系，如石墨烯、硅烯等新型材料引起了人們廣泛的興趣，其典型特點(diǎn)是費(fèi)米能級(jí)附近的電子態(tài)密度的線性色散關(guān)系。
在實(shí)際材料中，電子關(guān)聯(lián)和無序不可避免，而理論上處理好電子關(guān)聯(lián)與無序的競(jìng)爭(zhēng)是凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的難題。利用精確的量子蒙特卡羅數(shù)值算法，他們研究了狄拉克費(fèi)米體系中，多體關(guān)聯(lián)相互作用和無序效應(yīng)這兩種電子態(tài)局域化驅(qū)動(dòng)機(jī)制在該二維系統(tǒng)中的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)引入無序后，減小了金屬-絕緣轉(zhuǎn)變需要的臨界庫(kù)倫相互作用U值，并增大了維持AFM（反鐵磁長(zhǎng)程序）所需的U值，從而系統(tǒng)的磁性轉(zhuǎn)變和金屬-絕緣轉(zhuǎn)變不再同時(shí)發(fā)生。在這個(gè)新的相圖內(nèi)，還發(fā)現(xiàn)了從無能隙-類Anderson絕緣體到有能隙-類莫特絕緣體的相變過程。
另外，馬天星教授的課題組主要從事電子關(guān)聯(lián)體系磁性和超導(dǎo)電性的研究，其與合作者預(yù)言的石墨烯體系自旋三重態(tài)的超導(dǎo)配對(duì)[2]，最近得到了劍橋大學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的支持[3]。這些工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和面上項(xiàng)目、北京師范大學(xué)高性能計(jì)算中心等的支持。
全文鏈接:
[1] https:/journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.116601
[2] https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.90.245114
[3] http://www.nature.com/articles/ncomms14024