准一维金属原子链的量子相变研究

基本信息
批准号:U1532104
项目类别:联合基金项目
资助金额:60.00
负责人:王焕华
学科分类:
依托单位:中国科学院高能物理研究所
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:苑梦尧,朱晔,王艳萍,赵佳丽,刘晨,张乐文
关键词:
扫描隧道显微镜准一维原子链角分辨光电子能谱表面X射线衍射Peierls相变
结项摘要

Quasi-one-dimensional metal atomic chains tend to experience Peierls-like transition with doubling their lattice constants, forming charge density waves (CDW) and opening energy gaps near the Fermi surface, and even to exhibit spin-charge separation due to their Fermi surface nesting and the electron-lattice interaction. Due to its simplicity, atomic chains can be strictly studied theoretically. But so far neither the theory based on single-electron approximation nor that based on Luttinger liquid model can well explain the whole picture of all experiments. So it is of fundamental significance to shed light on the various mechanisms by observing the change of their crystal structure and electronic structure in the phase transition. In this project, we propose to prepare a new kind of atomic chains on stepped Si and Ge surface using MBE, then investigate their atomic and electronic structures using scanning tunneling microscope (STM), angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) and synchrotron radiation based surface x-ray diffraction (SXRD). We will explain the phase transition temperature deviation both from BCS theory and from Luttinger liquid theory by considering various mechanisms in the model calculations. This research is expected to reveal the effect of strong spin-orbit coupling on 1D phase transiton and deepen our understanding of the role of various mechanisms in quantum phase transition, which is of great significance both to developing fundamental solid state physics theory and to designing quantum devices.

准一维金属原子链因其平行费米面嵌套和电子-晶格相互作用而易于发生类 Peierls 相变,其晶格常数加倍,形成电荷密度波,费米面附近出现能隙,甚至发生自旋-电荷分离;其相变机理可进行严格的理论解析研究,但目前无论是单电子近似理论还是 Luttinger 液体理论都不能很好地解释全部实验现象。因此,研究一维原子链的晶格结构和电子结构在相变中的变化规律和各种作用机制就具有基础上的重要性,并已成为固体理论的新知识增长点。本项目拟采用分子束外延技术,在Si、Ge台阶表面上制备自组装 Bi 原子链,随后采用扫描隧道显微镜、角分辨光电子能谱和同步辐射表面X射线衍射技术研究该体系在相变中的晶体结构和电子结构的变化,结合各种相互作用的模型计算找出导致相变温度偏离 BCS 理论和 Luttinger 理论的作用机理,揭示自旋-轨道耦合对相变的影响,这对固体理论的发展和量子器件的设计都具有重要意义。

项目摘要

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

Intensive photocatalytic activity enhancement of Bi5O7I via coupling with band structure and content adjustable BiOBrxI1-x

Intensive photocatalytic activity enhancement of Bi5O7I via coupling with band structure and content adjustable BiOBrxI1-x

DOI:10.1016/j.scib.2017.12.016
发表时间:2018
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
4

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

DOI:10.11999/JEIT150995
发表时间:2016
5

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020

相似国自然基金

1

准一维受限冷费米原子气的奇异量子相变和量子输运性质的研究

批准号:10704066
批准年份:2007
负责人:高先龙
学科分类:A20
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于原子核运动量子统计的金属高压相变研究

批准号:11604092
批准年份:2016
负责人:冯页新
学科分类:A2002
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
3

光腔中原子系综的量子纠缠和量子相变性质的研究

批准号:11074087
批准年份:2010
负责人:李高翔
学科分类:A2205
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
4

含流自旋链的基态纠缠和量子相变研究

批准号:10704010
批准年份:2007
负责人:张勇
学科分类:A2210
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目