论文摘要
阻挫晶格有很多奇特的量子态,呈现出丰富的相图,一直是凝聚态物理研究的热点之一。本篇论文主要研究了最简单的阻挫系统之一,Shastry-Sutherland（SS）晶格,是一种在正方晶格基础上交替存在对角键几何阻挫晶格。实验合成的材料SrCu2（B03）2,Yb2Pt2Pb在拓扑上就是Shastry-Sutherland晶格。Shastry和Sutherland两人用二维Heisenberg模型求解此系统,在角键上相互作用很大的情况下发现此晶格的基态为对角键的Dimer态。数值计算表明当对角键的交换耦合系数Jdiag与x轴的交换耦合系数Jx比值α=Jdag/Jx>2（≈ 1.5）时,体系的基态为对角线的Dimer单态。在α很小时,体系退化为正方格子,基态为Neel态。从Neel态到Dimer态之间存在很多中间相和磁化平台。考虑系统中巡游电子行为可以利用t-J模型研究Shastry-Sutherland可能存在的超导相,也可以利用Hubbard模型研究在格点半满占据下掺杂产生的金属-绝缘体转变。实验表明存在阻挫的Lieb晶格和笼目（Kagome）晶格由于存在平带结构导致系统存在着奇特的性质。双层石墨烯结构由于电子间的强关联效应出现了莫特绝缘态。使用t1-t2-J1-J2模型描述SS格子,调节参数可使SS格子具有阻挫性,强关联性以及准平带结构,启发我们研究Shastry-Sutherland晶格的绝缘体-金属转变。本篇论文中将利用t1-t2-J1-J2模型使用Slave-Bonson平均场近似方法研究有限温度和有限空穴掺杂浓度条件下Shastry-Sutherland晶格的绝缘体-金属转变。在自洽求解平均场的基础上,计算体系的能带结构,态密度以及自由电子浓度。由于电子间强关联作用导致能带分裂成上下两个子能带,在低空穴掺杂时系统呈绝缘态,没有费米面并伴有自旋密度波序,即为SDW-Ins态。随着空穴掺杂浓度增大系统转变为金属相,根据磁序的大小又可以分为自旋密度波金属相（SDW-M）和顺磁金属相（PM-M）两种情况。在计算中我们的温度从0.001 t1开始,计算结果表明平带结构导致费米面对温度敏感。提高温度可以使SDW-M态的费米面消失,但系统仍然是金属态,因为系统的mobile电子数对温度并不敏感。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 陈婧
导师: 黄怀湘
关键词: 阻挫晶格,平均场近似,能带,费米面,相图
来源: 上海大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 物理学
单位: 上海大学
分类号: O469
DOI: 10.27300/d.cnki.gshau.2019.000128
总页数: 81
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