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Al/InAs/Al 异质结的自洽准粒子引力波和混合函数计算：能带偏移和自旋轨道耦合效应
表面和界面的电子结构对量子器件的特性起着关键作用。在这里，我们结合密度泛函理论与混合泛函以及最先进的准粒子引力波 (QSGW) 计算，研究了实际的 Al / InAs / Al 异质结的电子结构。我们发现 QSGW 计算和混合泛函计算之间具有良好的一致性，而后者本身与角分辨光电子能谱实验相比也非常出色。我们的论文证实，需要对界面质量进行良好的控制，才能获得 InAs / Al 异质结所需的特性。对自旋轨道耦合对电子态自旋分裂的影响的详细分析表明，k 空间中存在线性缩放，这与某些界面态的二维性质有关。QSGW 和混合泛函计算的良好一致性为可靠地使用 QSGW 的有效近似来研究非常大的异质结打开了大门。
GW，GW-BSE及以后：Quasiparticle激发，光学
•关键现象 - 相关的3或4颗粒激发，现场驱动的时间依赖性过程，非线性光谱，激发态动力学等。- 从头算方法和公共领域软件（包括相关且准确的多电子交互）仍有有效解决。
告知Quasiparticle中毒的潜在补救措施
在过去的几十年中，超导电路已成为一种有前途的技术，其应用从量子信息处理到量子传感。在10 MK范围内的低温恒温器中操作（比外太空的100倍）这些设备依赖于聚合成超导冷凝物的传导电子，以使它们作为一个实体流动。这些超导电路一直受到称为Bogoliubov的电子激发的困扰，其种群的种群远大于低温恒温器的温度（图1）[1]。这种所谓的准粒子中毒可能会导致超导电路中量子信息的破坏。现在，耶鲁大学和同事的托马斯·康诺利（Thomas Connolly）和帕维尔·库里洛维奇（Pavel Kurilovich）的实验揭示了对这一现象的新见解[2]。结果表明，可以通过工程化这些准颗粒移动的能量景观来减轻中毒。
Quasiparticle形成和强烈耦合的Bose-Fermi混合物中的诱导相关性
在本论文中，将理论和变异方法应用于强烈相互作用的超低原子气和原子薄的半导体的几个和多体问题。在颗粒的强烈相互作用的混合物中，研究了一种物种对另一种物种的恢复效应，以研究不同的准颗粒形成与与此类颗粒外观相关的相关量子相之间的竞争。追溯到费米极化物问题，在该问题中，杂质与费米子颗粒的浴相互作用，本论文中介绍的大部分工作可以理解在分子状态之间的过渡的背景下，在分子状态之间过渡，在该状态下，沐浴粒子与杂质的杂物紧密地结合了杂物，以及由Quassipartile构成的Quasiparticle，以及由诸如沐浴的衣服饰演的，由沐浴式的服装。由于这些准颗粒之间的能量差距很小，因此在费米极化物问题中获得的见解以研究Fermi-Fermi和Bose-Fermi混合物的相图。首先，使用功能重归其化组（FRG）研究了二维和三维玻色纤维FERMI混合物的相图。三体相关性，该方法适合治疗玻色子和费米子的有限密度种群以研究分子相。同时分析了实验数据，以表征三维玻色纤维纤维混合物中遇到的超流体到正常过渡。使用自洽，频率和动量分辨的FRG AP-PRACH用于预测过渡点。然后，将这种FRG方法改进，利用其分析结构，以使用精确的分析延续以降低的计算成本以任意复杂频率获得绿色函数。这用于研究低洼激发态的动量依赖性衰减速率，并对拉姆西和拉曼测量进行了预测。一种随机变异方法用于研究少数身体问题的结合状态形成。前体，我们发现有限的相互作用范围以及构造可以极大地增强与超级流动p -Wave -Wave配对相关的三聚体的形成。最后，在强烈耦合的玻色纤维混合物的研究中获得的见解被杠杆化，以研究过渡金属二分法生成层的二维侵蚀性中的超导性。在这里，研究了bose-fermi混合物的强耦合物理，研究了玻色子诱导的相关性，以作为诱导/增强与较高临界温度的超级流体配对的手段。
数学中的准粒子能带结构
尽管人们充分认识到 3 d 过渡金属氧化物 (TMO) 准粒子性质的 GW 计算难度，但涉及 4 d 电子的 TMO 可能被视为边界系统，且受到的关注较少。这里我们展示了 SrZrO 3 和 BaZrO 3 的准粒子能带结构，这两种相对简单的宽带隙氧化物，尽管具有技术重要性，但对其电子结构的精确计算却很少。我们表明，完全收敛的 GW 计算可以准确预测 4 d TMO 钙钛矿 SrZrO 3 和 BaZrO 3 的准粒子性质，无论起始平均场解是在直接密度泛函理论 (DFT) 中计算还是在 DFT+ U 方法中计算。这与 3 d TMO 钙钛矿 SrTiO 3 和 BaTiO 3 的情况形成了鲜明对比，对于这两者，DFT+ U 方法被证明可以为后续的 GW 计算提供更好的起点。与相当局域化的 3 d 态相比，更扩展的 4 d 轨道似乎可以在 DFT 中使用局域或半局域泛函进行很好的描述。我们的结果再次证明了 GW 方法的准确性和稳健性，前提是可以获得可靠的零阶平均场解，并且结果足够收敛。
傅里叶变换准粒子干涉图的从头算理论及其在拓扑绝缘体 Bi2Te3 中的应用
能带结构各点之间的散射矢量。在这方面，傅里叶变换的 QPI 图提供了拓扑绝缘体存在的首批实验证据之一，[4]因为它揭示了背向散射矢量处强度的“缺失”，正如理论所预测的那样。从理论的角度来看，QPI 图的计算主要基于模型方法，例如在拓扑绝缘体表面，[5]其中表面能带结构可以用简单的模型哈密顿量来近似。然而，一般而言，基于密度泛函的方法对于表面电子结构的实际描述是必需的，特别是杂质势，其中杂质周围的电荷弛豫在正确描述散射相移中起着重要作用。密度泛函计算的一个困难是缺陷引起的密度振荡范围非常大，可以达到几十甚至几百纳米，因此超晶胞方法实际上无法达到这个极限。这些挑战只能通过从头算格林函数嵌入方法来解决，比如 Korringa-Kohn-Rostoker（KKR）方法。作为一个应用的例子，我们参考了 Lounis 等人 [6] 对 Cu(111) 和 Cu(001) 表面上的 QPI 的计算，这是由于表面下埋藏着一个孤立杂质。这些结果表明，利用格林函数技术可以在相当大的表面积上对 QPI 图进行从头算计算。然而，对于傅里叶变换的 QPI 图，直接用格林函数卷积来表示结果是可行的[7]，避免了计算大表面积中实空间图的中间步骤。在本文中，我们将探讨这个问题，并给出它在拓扑绝缘体领域的应用。在第 2 节中，我们概述了 KKR 方法中实空间和傅里叶变换 QPI 映射的形式。此外，我们讨论了多杂质实际情况的傅里叶变换 QPI，并认为多杂质问题可以用单杂质结果很好地近似。我们还讨论了扩展的联合态密度方法 (exJDOS)。在第 3 节中，我们将我们的形式应用于具有表面杂质的拓扑绝缘体 Bi 2 Te 3。这在 JuKKR 代码包中实现。[8] 最后，我们在第 4 节中进行了总结。