CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.

CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN MẠNH TRÊN MẠNG QUANG HỌC.

BỘ 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 vật lý toán Mã số: 9.44.01.03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội – 2023 Luận án thực khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Viện Vật lí, bảo, hướng dẫn nhiệt tình tận tâm PGS.TS Hoàng Anh Tuấn PGS.TS Lê Đức Ánh Tơi thầy định hình đường nghiên cứu khoa học từ học viên cao học Các thầy ln tận tình dìu dắt, sẻ chia, hỗ trợ tạo động lực cho suốt trình học tập nghiên cứu nhiều năm Tơi xin bày tỏ lịng tri ân sâu sắc tới thầy Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Viện Vật lí cho môi trường học tập nghiên cứu tốt nhất, tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành nghiên cứu Tơi xin trân trọng cảm ơn thầy, cô khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội thầy cô Viện Vật lý, người ln tận tình dạy bảo đồng hành tôi; cảm ơn bạn bè đồng nghiệp ln động viên, khích lệ giúp đỡ tơi vượt qua khó khăn q trình học tập, làm việc, nghiên cứu hồn thiện luận án Cuối cùng, tơi xin gửi lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình tơi ln bao dung, ủng hộ khuyến khích tơi học tập nghiên cứu Hà Nội, ngày 29 tháng 03 năm 2023 Tác giả luận án Trần Thị Thu Trang LỜI CAM ĐOAN Các kết nghiên cứu công bố luận án trích dẫn lại từ cơng trình xuất tơi nhóm nghiên cứu Các số liệu kết trung thực chưa cơng bố cơng trình tác giả khác Tôi xin chịu trách nhiệm kết công bố luận án nội dung luận án Tác giả luận án Trần Thị Thu Trang Mục lục Mở đầu Chương Tổng quan chuyển pha kim loại – điện môi Mott .9 1.1 Điện môi Mott 1.2 Mơ hình Hubbard chuyển pha kim loại – điện môi Mott .11 1.2.1 Mơ hình Hubbard 11 1.2.2 Hai đường dẫn đến chuyển pha kim loại – điện môi 15 1.3 Mạng quang học .17 1.3.1 Mạng quang học – mô lượng tử mạng tinh thể thực 17 1.3.2 Mơ mơ hình Hubbard mạng quang học 22 1.4 Một số phương pháp nghiên cứu chuyển pha kim loại – điện môi Mott 25 1.4.1 Phương pháp CPA 26 1.4.2 Phương pháp DMFT 29 1.4.3 Phương pháp 2S-DMFT 34 1.5 Kết luận chương 38 Chương Chuyển pha kim loại – điện mơi mơ hình Hubbard với thơng số bổ sung 39 2.1 Mơ hình Hubbard với tương tác phụ thuộc vào nút 42 2.1.1 Mơ hình hình thức luận 42 2.1.2 Chuyển pha kim loại – điện môi mơ hình Hubbard với tương tác phụ thuộc vào nút 45 2.2 Mơ hình Hubbard bất đối xứng 51 2.2.1 Mơ hình hình thức luận 51 2.2.2 Chuyển pha kim loại – điện môi mơ hình Hubbard bất đối xứng 56 2.3 Kết luận chương 61 Chương Chuyển pha kim loại – điện mơi mơ hình Hubbard bất đối xứng với tương tác phụ thuộc vào nút .63 3.1 Mơ hình 64 3.2 Tiếp cận EMM .66 3.2.1 Hình thức luận 66 3.2.2 Kết tính số 68 3.3 Tiếp cận 2S-DMFT 76 3.3.1 Hình thức luận 76 3.3.2 Kết tính số 78 3.4 Kết luận chương 88 Kết luận 90 Danh mục cơng trình khoa học thuộc luận án công bố 93 Tài liệu tham khảo 94 Phụ lục A: Các biến đổi chương 104 A.1 Các hệ thức phản giao hoán 104 A.2 Các hệ thức giao hoán 105 A.3 Gần Zubarev .107 A.4 Phương trình chuyển động hàm Green 107 Danh sách hình vẽ 1.1 Giảnn đồ pha củaa V2O3 [51] 10 1.2 (a) Khối lượng hiệu dụng He3 suy từ nhiệt dung (đường chấm trịn), từ hố (đường tam giác) [11] (b) Tỉ lệ Wilson thông thường χ/γ giữaa độ cảnm điệnn χ(T ≈ 300K) nhiệnt dung γ củaa Sr1−xLaxTiO3 [74] 13 1.3 Mật độ trạng thái ρ(ω) = −ℑG giới hạn d = ∞, T = 0K mơ hình Hubbard lấpp đầyy nửaa vớii U /t∗ = 1, 2, 2.5, 3, [27] .14 1.4 Giản đồ pha trường hợp d = ∞ mơ hình Hubbard lấp đầy nửa [27] .14 1.5 Giản đồ pha MIT dựa mơ hình Hubbard theo hai thơng số U /t số lấp đầy n Hai đường dẫn đến chuyển pha ra: điều khiển số lấp đầy (FC-MIT) điều khiển độ rộng vùng (BC-MIT) [39] 16 1.6 a Mạng quang học; b Tinh thể thực [30] 18 1.7 Một chùm laser tạo tỉ lệ với cường độ chùm [30] 20 1.8 Hai chùm laser giao thoa tạo sóng đứng chiều [30] 20 1.9 Bốn chùm laser hai chiều trực giao tạo mạng hai chiều [5] .20 1.10 Sáu chùm laser ba chiều trực giao tạo mạng ba chiều [5] 20 1.11 Cường độ tương tác cục U tích phân nhảy nút t phụ thuộc độ sâu mạng tinh thể sL, kết từ tính tốn cấu trúc dải với nguyên tử bosonic 87Rb mạng tinh thể quang học có bước sóng λ = 852nm [68] 25 i ii 1.12 Quang phổ V2O3 gần MIT Tính tốn từ DMFT (đường liền) cho thấy tương đồng đặc điểm định tính với phổ thực nghiệm (đường chấm) [46] 30 1.13 Phổ phonon thực nghiệm hợp kim Pu − 0.6%Ga (đường hình trịn) tiên đoán cho Pu tinh khiết từ DMFT (đường đứt nét) với tương đồng cao [87] 30 1.14 Minh hoạ mạng thực .31 1.15 Minh hoạ bể tương tác 31 1.16 DMFT xem ánh xạ mơ hình Hubbard d chiều với lượng riêng Σ(k, ω) tạp miêu tả mơ hình Anderson đơn tạp lai hoá với bể tạo nên điện tử khác [27] Trong phạm vi lượng riêng Σ(ω) không phụ thuộc vào k [80] 31 1.17 Mơ hình tự hợp giải theo phương pháp DMFT 33 1.18 Sự phụ thuộc trọng số Z vào U hệ lấp đầy nửa với 2S-DMFT, gần Brinkman-Rice (nét đứt), ED (đường nét liền), NRG (đường chấm) [63] 37 2.1 Hàm mật độ trạng thái mạng A (B) với UB = giá trị khác UA Cả hai trường hợp trạng thái hệ kim loại 46 2.2 Hàm mật độ trạng thái mạng A (B) với UB = 2UA Hình (dưới) ứng với trạng thái hệ kim loại (điện môi) UA = −0.6 (UA = −1.5) 46 2.3 2.4 Giản đồ pha HMSDI nhiệt độ T = 0K lấp đầy nửa 47 Hàm mật độ trạng thái mạng A (B) mức Fermi ρα (0) theo UA với UB/UA = 1.0(a), 2.0(b), −0.6(c), −2.0(d) Theo CPA, chuyển pha liên tục 47 2.5 iii Số cư trú đôi Dα phụ thuộc vào UA vớii giá trị UB/UA = 1.0(a), 2.0(b), −0.6(c), −2.0(d) .49 2.6 Số cư trú đôi Dα phụ thuộc vào UA vớii giá trị UB/UA = 1.0(a), 2.0(b), −0.7(c), −2.0(d) theo T.Saitou [65] 49 2.7 Mật độ trạng thái cho spin up spin down với r = 0.4 giá trị khác tương tác nút: U = D; 1.22D; 2D tương ứng với trạng thái kim loại; chuyển pha; điện môi 57 2.8 Mật độ trạng thái mức Fermi hàm tương tác nút số giá trị r(r = 0.1; 0.4; 1.0) 58 2.9 Tổng mật độ trạng thái mức Fermi ρ(0) = ρ↑(0)+ ρ↓(0) phụ thuộc vào đẩy nút với r = 0.4 Giá trị tới hạn UC thu từ ngoại suy miền liệu U < 1.1D 59 2.10 Thế tới hạn UC/D phụ thuộc vào r AHM lấp đầy nửa T = 0K (kết tính số (đường chấm xanh) kết thu từ biểu thức giải tích (2.44) (đường liền đỏ)) theo EMM so sánh với kết tính theo DMFT [85] L-DMFT [15] 60 2.11 Số cư trú đôi < n↑n↓ > hàm tương tác nút tính theo EMM so sánh với DMFT [85] 61 3.1 Mật độ trạng thái phụ thuộc spin mạng U = 1.5D, tham số điều biến không gian γ = 0.8 giá trị khác tham số bất đối xứng r Kênh cùng: trạng thái kim loại với r = 1.0; kênh giữa: chuyển pha xảy rC = 0.94; kênh dưới: trạng thái điệnn môi vớii r = 0.4 69 3.2 Mật độ trạng thái mức Fermi phụ thuộc vào tham số bất đối xứng 3.3 U = 1.5D số giá trị tham số điều biến không gian γ 70 Mật độ trạng thái phụ thuộc spin mạng U = 1.5D, r = 0.8 số giá trị tham số điều biến không gian γ Kênh cùng: trạng thái kim loại với γ = 1.0; kênh giữa: trạng thái chuyển pha xảy γC = 0.926; kênh dưới: trạng thái điện môi với γ = 0.4 71