共振价键理论及其在强关联电子体系中的应用

本项目作为申请人强关联电子体系基础理论研究长期目标的一部分，旨在解决共振价键理论所面临的一些关键问题，如共振价键态的结构与性质，最优共振价键态的探索、共振价键背景上的激发行为、共振价键态的backflow效应修正等。同时，在这些新的理论进展的基础上，回答高温超导微观机理、量子反铁磁体系和Mott相变研究中所涉及的一些关键物理问题。例如高温超导体的准粒子性质、自旋、电荷动力学行为以及相图结构，其它二维晶格上的非常规超导机理，量子反铁磁体系自旋液体基态及其动力学行为等。

我们在上述项目规划下逐项开展了研究工作。我们在量子反铁磁体研究方面投入了大量精力，在Kagome晶格，三角晶格和正方晶格上的量子自旋液体探索方面取得了重要的理论成果，同时在自旋液体的拓扑性质研究方面取得了一定成果。在高温超导机理和Mott相变研究方面我们也取得了一定的成果，建立了高温超导电子巡游－局域二元性的新理论，提出了Mott相变新的变分波函数描述。同时，我们发展了共振价键态的蒙特卡洛模拟算法，使之适用于大量变分参数的优化、大规模能谱计算和复杂微扰修正计算以及拓扑纠缠熵的计算。此外，我们还对于铁基超导体的轨道物理，以及类石墨烯体系中电子关联效应进行了比较系统的研究，取得了一系列成果。关于共振价键态上的backflow修正我们也取得了初步成果。项目执行期间我们共培养三位博士生，其中两位于2014年毕业，一位预计2016年答辩。