我们研究了双层kitaev蜂窝模型的相图,并通过层间相互作用,通过扰动理论得出有效的模型,并执行majoragarana含义层次的理论计算。我们表明,会发生各种磁性和拓扑相变的阵列,具体取决于层间相互作用的方向以及Kitaev相互作用的相对符号。当两个层具有相同的基塔夫相互作用的迹象时,就会发生从基塔耶旋转液体到磁序状态的一阶过渡。沿Ising轴的磁性点,它是(反)铁磁相互作用的(抗)铁磁。但是,当两个层具有相反的基塔夫相互作用的迹象时,我们观察到磁有序趋势的显着削弱,而基塔伊夫自旋液体可以生存,直至更大的层中层交换。我们的平均值分析表明,中间间隙z 2旋转状态的出现,最终在粘膜凝结后变得不稳定。通过高度沮丧的120°指南针模型来描述汇总阶段。我们还使用扰动理论来研究模型,沿着z ˆ轴或位于xy平面的ising轴指向。在这两种情况下,我们的分析都揭示了一维伊斯丁链的形成,这些链在扰动理论中保持脱钩,从而导致了典型的地面变性。我们的结果突出了双层量子自旋液体中拓扑顺序和磁性顺序趋势之间的相互作用。
应用。 [3] 然而,尽管取得了这些进展,这些执行器要实现大输出力和高重量标准化工作能力(以下称为“工作能力”)仍然具有挑战性。 [4] 这是因为组成材料较软且体积有限,难以储存和释放高机械能。 [2d,5] 目前,大多数微型软执行器的工作能力相对较低,在 10 –3 至 10 2 J kg − 1 范围内(图 S1,支持信息),[3b,6] 这使得它们无法用于潜在的医疗器械、操作和其他需要高工作能力的应用。 [7] 此外,现有磁控软执行器的最大输出力约为 60 µN。然而,许多医疗程序,如支架植入术 [8] 要求装置的输出力超过 1 N,这约为磁控软执行器最大输出力的 10软气动执行器同时提供了高机械性能和柔顺性,使其在强力操控中得到了广泛的应用。[9] 具体而言,尽管杨氏模量较小(约为 10 kPa),但这些执行器可以提供高工作能力(9 J g-1),比大多数已报道的执行器的性能高出约 10 1 –10 3 倍。尽管形状记忆合金具有类似的工作能力,但它是执行器的 10 6 倍
在本报告中,我们回顾了磁性材料间原子间交换的明确计算方法。这涉及通常称为海森堡交换,dzyaloshinskii-moriya相互作用和各向异性对称交换的交换机制。详细介绍了电子结构的微观理论(例如密度功能理论或动态均值理论)和原子间交换之间的联系。提取涉及数千原子的有效自旋哈密顿量的信息的不同方面,考虑到明显较少的原子(1-50),从电子结构计算中提取了数千个原子。提出了大量材料交换相互作用的示例,其中涉及3D时期的重元素,过渡金属之间的合金,助母子化合物,多层系统以及底物上的叠加剂和叠加剂,过渡金属氧化物,4F元素,4F元素,磁性
在我们的凝结物理学的研究生讲座(主1或Master 2的第一个学期的第二学期)中,我们发现了哈伯德模型的均值解决方案,这是一种非常有用的工具,可用于接近对材料的现实描述。所需的是对第二量化形式主义的一般知识,与相应的第一个量化波函数相比,研究生通常更容易可视化的创建和歼灭操作员更容易可视化。然后,通过傅立叶变换到⃗k空间和矩阵对角线化,以横扫方式获得了哈伯德模型的均值解决方案。尽管工作量相对较少,但学生可以学到的教训非常丰富:他可以自己构建磁性相图,并以这种方式理解为什么铁磁性(FM)或防铁磁性(AFM)可以通过coulomb coulomb排斥,带能量和平均值的方式来确定相互依靠的材料,从而朝着独立的材料来确定,这是一个独立的材料,即相关的材料。尽管有关哈伯德模型的文献是广泛的,但该模型通常仅在所谓的两极近似中处理,例如原始的哈伯德论文1-3中,在这种情况下,使用相当复杂的数学工具(例如绿色功能方程),强制性的数学工具是强制性的。相反,与通常的单粒子方法相比,我们的均值范围解决方案允许处理连续性,而不是不连续性方面:这可能允许在凝结物理学的后者和更高级的研究处理之间填补差距。目前的论文如下:在第2节中,我们介绍了哈伯德的哈密顿式及我们的符号。第3节专用于平方晶格上的均值近似值中模型的解。我们选择了平方晶格,以解决一个逼真的情况(例如,在Cuo 2平板中,超导粉提土中的铜位点)同时保持简单的几何形状。在第4节中,我们描述了获取基本相图所需的计算细节,并就感兴趣的物理参数进行了讨论。最后,在第5节中,我们将可能的概括作为学生的长期练习并得出结论。
是由最近发现的高t c双层镍超导体LA 3 ni 2 O 7的动机,我们通过使用Lanczos方法对不同的电子密度n进行了全面研究BiLayer 2×2×2群集。我们还采用随机相近似来量化第一个磁不稳定性,而哈伯德耦合强度的提高也有所不同。基于自旋结构因子s(q),我们在固定的hund耦合下定义的平面中获得了丰富的磁相图,其中u是Hubbard的强度和W带宽。我们观察到许多状态,例如A-AFM,条纹,G-AFM和C-AFM。在半填充,n = 2(每个Ni位点,对应于n = 16个电子)时,规范的近方交互作用导致具有抗firomagnetic Couplings的稳健的G-AFM状态(π,π,π,π),均带有内在的层和层之间。通过增加或降低电子密度,从“半空”和“半满”机制中出现铁磁趋势,从而导致许多其他有趣的磁趋势。另外,与半完成相比,在孔或电子掺杂区域中,自旋旋转相关性在较弱。n = 1。5(或n = 12),密度对应于La 3 Ni 2 O 7,我们获得了“条纹2”基态(抗铁磁耦合在一个平面方向上,另一个面积为非磁磁耦合,另一个耦合的铁磁耦合,沿Z AxiS沿2×2×2×2 Cluster沿Z AxiS沿Z Axiis沿Z AxiS)。另外,我们获得了沿Z轴的AFM耦合要比XY平面中的磁耦合要强得多。此外,具有q /π=(0。< /div>的状态6,0。随机相近似的计算具有不同的n的结果,即使这两种技术都是基于完全不同的程序,但n的结果与兰斯佐斯的结果非常相似。6,1)在我们的RPA计算中发现了靠近电子期波形,通过将填充略微降低到n = 1,可以找到。25,可能负责在实验中观察到的电子期SDW。我们的预测可以通过化学掺杂LA 3 Ni 2 O 7来测试。
我们报告了一个由无限层镍元的启发的决定性量子蒙特卡洛研究,重点是层间杂交在3 d x 2-2-y 2轨道之间的影响,该杂交源自ni(或ni和o)在一个层中源自ni(或ni和o),在一个层和稀有(r)5 d orbitals in ni层中,ni and ni and and and and the ni and the and and and and and and and and and and libit。对于平均两层之间共有一个电子的填充,层间杂交会导致Ni层中的“自掺杂”孔,并且缺乏抗磁磁体排序,而是旋转密度和电荷密度条纹状状态的外观。随着层间杂交的增加,Ni和R层都会产生抗铁磁相关性,即使两个单独的层都远离半填充。用于中间范围内的杂交,大致可与内部的邻居跳跃跳跃t ni相提并论,该模型会形成近核样物理的特征。
排斥性费米克哈伯德模型(FHM)对于我们对强相关材料中电子行为的理解至关重要。在半纤维上,其基态的特征是抗铁磁相,它让人联想到高温丘脑超导体中的母体状态。将掺杂剂引入抗磁铁中,费米子哈伯德(FH)系统被认为会产生各种异国情调的量子阶段,包括条纹顺序,伪模和D-Wave超导性。然而,尽管在FHM的量子模拟中取得了显着进步,但在大规模量子模拟器中实现了低温抗铁磁相变的效果仍然难以捉摸。在这次演讲中,我将在三个维度上介绍低温排斥FH系统的最新进展,其中包括大约800,000个位点的均匀光学晶格中的锂6原子。使用旋转敏感的bragg衍射,我们测量系统的自旋结构因子(SSF)。我们通过调整相互作用强度,温度和掺杂浓度来观察SSF中的分歧,以在相变的各自临界值中,这与Heisenberg普遍性类别中的幂律相一致。我们的结果成功证明了FHM中的抗铁磁相变,为探索FHM的低温相图铺平了道路。
意识到诸如RBSR之类的双重分子的磁相结合已经证明了迄今为止的难以捉摸的目标,尽管已经取得了长足的进步。14,15,28–31由于SR和其他二价原子的单线特征,不存在Bialkali系统期望的通常的自旋 - 旋转耦合,并且Feshbach共振非常狭窄。32–34实际上,RBSR系统的最有前途的共振位于1313 g(用于Bose-Bose 87 RB + 84 SR系统)和519 G(用于87 RB + 87 SR BOSE-FERMI混合物),具有1.7和1.7和16 mg的宽度。 15因此,需要对施加磁场的PPM级控制。此外,初始激光冷却阶段需要在接近零和四极磁场之间切换,因此需要避免永久磁铁和其他磁性材料。总的来说,磁场所需的控制水平和可重复性构成了严重的实验挑战。先前报道的方案稳定了实验室中的Feshbach线圈电流或环境磁场,但并非两者兼而有之。例如,先前证明了用于平均至子PPM精度的原子物理学的低噪声驱动因素。35,36
我们通过密度函数理论计算研究了原型Mott绝缘子NIS 2的电子结构,在这些计算中,我们明确地说明了非共线性抗铁磁序,如最近在IsoelectRonic Analog Ni(S,SE,SE)2中建立的。对于金属NIS 2在高压下,我们的计算预测了Fermi表面拓扑和体积,这与最近的量子振荡研究非常吻合。但是,我们发现,即使在环境压力下,密度功能理论也错误地预测了金属基态,类似于以前的非磁性或共线性抗抗铁磁模型。通过包括Hubbard相互作用U和现场交换J,金属相被抑制,但即使是这样的扩展模型也无法描述金属到构造的相位转变的性质,并错误地描述了绝缘阶段本身。这些结果突出了更复杂的计算方法的重要性,甚至在绝缘阶段深处,远离莫特绝缘相变。