拓扑近藤绝缘体的拓扑相变和价态转变研究

发布时间：2024-02-24 18:30

　　拓扑性近藤绝缘体如SmB6和YbB6等是最近几年来发现的一类新型拓扑绝缘体。与一般的能带性拓扑绝缘体不同,拓扑性近藤绝缘体是一种强关联体系,它的拓扑特性由电子关联引起,因此是研究电子关联对拓扑体系的影响的理想体系。目前,利用各类理论工具对其拓扑性已经得到了初步的理解。SmB6是一种混合价态体系,Smv+离子的价态v处于2和3之间。最近两年来实验发现在加压下SmB6发生磁性相变,并且Sm离子的价态v在其磁性相变附近会发生剧烈的变化,从混合价态增加为接近3价,称为价态转变,这提供了研究拓扑性近藤绝缘体中电子关联对拓扑特性、价态转变影响的很好理论-实验对比平台,并能提升对关联型拓扑绝缘体中的丰富相变过程的理解。本文将对拓扑性近藤绝缘体的价态转变和相关的磁性相变、拓扑相变展开理论研究。第一章中将首先介绍本文工作中需要用到的重要理论方法—紧束缚近似,利用它的二次量子化表示,结合对角化方法可以方便地求解能带色散关系,然后介绍近藤绝缘体的理论模型及隶玻色子计算方法,这将在后续章节中应用。第二章将引入拓扑性近藤绝缘体的理论模型—含自旋-轨道耦合的Anderson晶格模型,并利用隶玻色子方法求解其能带色...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1一维晶格在弱周期势近似下的能带，各能带之间由能隙相互隔开

辔灰蜃觧ikRe，即：nikRnkrRer(1.3)上述两方程共同构成了布洛赫定理。由于波函数与自由电子的平面波函数不同，因此，由(1.1)式决定的布洛赫电子的能量也与自由电子不同。当周期势Vr很小时(称为弱周期势近似)，利用量子力学的微扰论可以证明，与自由电子类似，布洛赫电子的....

图1.2导体、半导体和绝缘体的能带特征，Eg为禁带宽度,Ef为费米能

桂林理工大学硕士学位论文3图1.2导体、半导体和绝缘体的能带特征，Eg为禁带宽度,Ef为费米能。Figure1.2Bandcharacteristicsofconductors,semiconductorsandinsulators.EgisbandgapwidthandEfis....

图1.3晶体中的原子能级展宽形成紧束缚型能带

桂林理工大学硕士学位论文3图1.2导体、半导体和绝缘体的能带特征，Eg为禁带宽度,Ef为费米能。Figure1.2Bandcharacteristicsofconductors,semiconductorsandinsulators.EgisbandgapwidthandEfis....

图1.4二维晶格示意图

桂林理工大学硕士学位论文41iklnknlrerlN(1.4)通过相邻格点间轨道波函数的交叠大小，结合晶格结构，可以得到原子轨道对应的能带色散关系。从紧束缚近似可以发现，当晶体中的原子之间距离逐渐减小时，交叠积分逐渐变大，图1.3中各原子轨道形成的能带展宽将变大，各能级间可能发生....

本文编号：3909436