过渡金属化合物金属绝缘体转变的正电子理论和实验研究

强关联过渡金属化合物的金属-绝缘体转变（MIT）机制及其应用研究，是目前国际上研究的热点，也是凝聚态物理及材料科学的研究前沿。本课题拟从正电子物理角度出发，将正电子湮灭实验探测与理论计算相结合，深入研究某些过渡金属化合物的MIT机制及其应用。理论上基于二态密度泛函理论和变分技术，采用中性原子叠加方法、平面波方法、经验赝势方法、第一性原理赝势平面波方法等。实验上基于变温装置、数字化符合多普勒谱仪、数字化寿命谱仪、AMOC谱仪等，系统地研究某些过渡金属化合物的微结构随温度、压强、辐照等外部条件变化的正电子湮没参数，结合理论计算和实验测量结果，从而深入研究MIT与微结构之间关联。本课题的理论计算与实验探测将有助于解决目前国际上对MIT微观机制解释存在的一些问题、找到MIT的微观本质，为开发新型MIT材料，为我国新型存储技术、新型红外探测和其它应用提供依据。

本项基金研究工作采用正电子理论计算与实验探测相结合的方法研究过渡金属化合物金属绝缘体转变微观特性。通过该项目的资助，该研究工作取得了以下三项主要成果：(1) 完成了若干计算物理领域的数值工作，这些工作广泛涉及数值计算的四个主要方面，包含正电子态理论计算程序的研发与验证，正电子实验精确解谱方法的研究，正电子态计算程序的若干应用，以及对于物理模型的检验。(2)研制了LaBr3闪烁体搭配的新型高分辨高计数率的数字化正电子谱仪；设计了井型BaF2闪烁体，初步研制建立了直线型AMOC谱仪，大大提高了AMOC探测谱仪的计数率，减少测量时间。(3)利用正电子湮没技术并结合其它微观结构表征技术，系统地研究了与金属绝缘体转变以及结构相变相关的材料与微观电子结构与缺陷的内在关联，从原子层次上解决了目前国际上在金属绝缘体转变方面存在的一些争论。