多带关联体系的密度波态及其在强磁场下的调控机制研究

多带关联材料中未填满的d轨道对体系电子态和各种物理性质起着重要作用，由于体系性质对晶格结构微弱畸变的敏感性，自旋、轨道、电荷和晶格的相互耦合对体系性质的影响还是个有争议的问题，对该问题的认识和描述直接关系到对此类关联材料的理解。本项目重点研究介于巡游和局域之间临界特征的关联电子材料的密度波态的形成机制和密度波相之间的相变机理以及强磁场下密度波态的物性。通过与实验对比研究自旋、轨道、电荷和晶格之间的电子关联对体系电子态、电子结构等性质的影响，揭示密度波态在强磁场下调制的微观机理，以及与磁相变和结构相变之间的联系，阐述关联和外场对体系基态、热力学、光学、磁学和输运性质的影响，讨论密度波态失稳前后的磁化率和电阻率等的变化行为。这项研究将不仅有助于我们理解关联材料的许多奇异行为，预言新性质，而且为更进一步的实验提供理论指导，为新型关联材料在电子器件等方面的应用提供重要的理论基础。

由于关联密度波态经常直接与非常规超导电性邻近，研究它们的基本性质可以帮助人们更深入的理解新型的超导材料。本项目主要针对二维密度波和铁基超导等关联电子材料，研究了多带关联密度波态的形成机制、电子态特征及其在强磁场下的调控机制。通过对新型铁基超导材料中的自旋-轨道-晶格-电荷等多种自由度的相互耦合的研究，提出了电声耦合诱发的轨道序驱动的自旋密度波机制，自洽的解释了实验上的相关现象。同时，研究了多种新型铁基超导材料和二维密度波材料的电子态特征，预测了其基态性质，提出了新型轨道序解释其磁现象，为实验提供了理论指导。最后研究了密度波态在磁场下的调控机制，发现磁场一般会抑制自旋密度波和轨道密度波，与实验结果一致，但由于自旋-晶格耦合，有时也会在较小的磁场时也会增强密度波。这些研究为新型关联密度波材料的应用提供了理论基础，有助于实验上寻找新型的关联电子功能器件材料。