光晶格中三维自旋-轨道耦合费米气体的热力学性质

应用平均场理论研究了立方光晶格中三维自旋-轨道耦合费米气体的热力学性质。通过求解能隙方程和粒子数方程,讨论了自旋-轨道耦合对超流序参数、超流转变温度、等温压缩系数和热力学熵的影响,发现了不同于连续系统的反常行为。当平均占据数接近半满填充时,自旋-轨道耦合会抑制超流的形成,导致超流转变温度降低、等温压缩系数减小、热力学熵增大。这与在连续系统中自旋-轨道耦合总是促进超流的形成,导致超流转变温度升高、等温压缩系数增大、热力学熵减小的结论有明显不同。研究还发现在BCS(Bardeen-Cooper-Schrieffer)极限情况下,等温压缩系数跟态密度成正比,因而可通过测量等温压缩系数作为系统是否发生Mott绝缘相变的一个判据。此外,还发现在正常相熵随自旋-轨道耦合强度的变化规律跟超流相正好相反。     

二维囚禁理想费米气体的热力学性质

采用局域密度近似（LDA）方法研究幂函数型外势中二维理想费米批气体的热力学性质，求得系统的总能E，费米能εF，刘低温极限下系统的化学势μ，热容量C。并讨论了外势对这些物理量的影响。     

自旋轨道耦合驱动下二维质量不相等费米气体的拓扑相

用平均场理论研究了二维质量不相等费米气系统的零温特性,该系统具有equal-Rashba-Dresselhaus(ERD)型自旋轨道耦合作用和Zeeman场。在该系统中存在三种不同的超流相(US-0相、US-1相、US-2相),我们通过数值分析能隙方程和粒子数方程组成的自洽方程组,发现二维费米气系统的质量相差越大,Zeeman场对超流序参量Δ的抑制作用就会越强。在弱吸引相互作用区域,随着自旋轨道耦合强度的增加,US-2拓扑超流相会逐渐收缩。自旋轨道耦合强度一定情况下,质量比0λ≤1时,只有在弱吸引相互作用区域存在US-2拓扑超流相;当质量比λ1时,在弱相互作用区域和强相互作用区域都存在US-2拓扑超流相。     

非广延统计下二维费米气体的热力学性质

目的在非广延统计物理框架下,探讨了二维费米气体在非广延参数q的影响下的热力学性质,计算出了总粒子数、总能量、自由能、热容量等热力学量。方法采用分解近似的方法。结果和结论在低温区域,q→1时,所有的结果可以回到传统的Fermi—Dirac分布,二维费米子气体的粒子数不受非广延参数q的影响。     

二维两组分超冷费米气体中自旋轨道耦合引起的配对不平衡

应用泛函路径积分方法研究了自旋轨道耦合作用下的两组分费米气体在零温时的配对不平衡。通过鞍点处的热力学势得到能隙序参量方程与粒子数方程,求解自洽方程可以得到系统的一系列相变图,即热力学势、能隙参数、束缚能等一些物理量随着自旋轨道耦合系数之间的变化关系,得到了系统热力学势在不同的束缚能作用下的变化特征,粒子数的凝聚分数随耦合系数的变化。通过比较超流体的热力学势和相分离态来得到相图,分析了自旋轨道耦合对粒子数极化下的配对不平衡产生的影响。     

含铁磁耦合费米气体热力学性质的研究

采用平均场理论研究外磁场中含铁磁耦合费米气体的热力学性质．引入朗德因子ｇ 衡量顺磁效应的强度,讨 论了比热容和熵随约化磁场强度ｈ、约化铁磁耦合强度Ｉ珔、朗德因子ｇ 和约化温度ｔ的变化关系,得到比热容与约化温度 的１／２次方成正比的演化关系．      

二维含铁磁耦合费米气体磁学性质的研究?

在平均场理论的框架下,推导出外磁场中具有铁磁耦和作用的二维费米气体的自洽方程,在此基础上,运用量子统计力学研究系统的磁学性质.结果表明总磁化强度密度随磁场强度的增大会出现极大值点,且随铁磁耦合强度增大,极大值点向磁场减弱的方向移动.总磁化强度密度也随Lande因子的增大,发生由抗磁性向顺磁性的转变.     

一维光学晶格中自旋轨道耦合的超冷费米气体

利用密度重整化群方法研究了自旋轨道耦合与Zeeman场同时存在时一维光学晶格中超冷费米气体的相变。研究发现,当只考虑Zeeman场时,Zeeman场的引入会使系统原有的超流态发生极化,而原有的绝缘态却不会发生极化。当只考虑自旋轨道耦合时,自旋轨道耦合的引入会使系统原有的绝缘态发生相变,使绝缘态变为超流态,而原有的超流态却不会发生相变。当两者同时存在时,自旋轨道耦合会压缩FFLO态并扩张超流态,而且会改变极化率。     

无自旋费米气体中一维自旋轨道耦合杂质诱导的极化子研究

运用变分波函数的方法,研究了处于无自旋费米海中一维自旋轨道耦合杂质形成的极化子的基本性质.研究结果显示:当杂质没有自旋轨道耦合时,极化子态的动量始终是0;当考虑杂质的一维自旋轨道耦合时,极化子态具有有限的动量,并且随着拉曼耦合强度的增大而减小;当塞曼劈裂不为0时,极化子态的动量会随着拉曼耦合强度的增大而降到0.本文研究...     

基于DMRG算法的自旋轨道耦合排斥费米气体的相变研究

用密度重整化群(DMRG)方法研究了自旋轨道耦合作用下的一维光学晶格与超晶格中的排斥费米气体的相变。研究发现在光晶格中,在自旋轨道耦合作用下发生Mott绝缘态与金属态之间的相变。在超晶格中,在自旋轨道耦合作用下发生Band绝缘态、电荷密度波(BCDW)态或Mott绝缘态与金属态之间的相变,并且通过相图分析了自旋轨道耦合强度和相互作用强度对相变的影响。     

自旋轨道耦合对一维光学晶格中吸引性费米原子气体基态性质的影响

文章利用矩阵乘积态（MPS）方法研究了吸引性超冷费米原子气体在自旋轨道耦合（SOC）驱动下的基态性质。一般Zeeman场会使系统处于Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)超流态,考虑SOC后我们发现SOC会使FFLO超流态区间变窄。配对质心动量Q随Zeeman场增强而减小,与极化P呈现出线性关系Q=(1-P)π,并且不受SOC影响。通过数值分析准粒子能谱、纠缠熵和纠缠谱,发现在SOC和吸引相互作用下,FFLO超流态是拓扑非平庸的。     

二维正方晶格中的自旋轨道耦合效应

基于自旋轨道耦合对凝聚态物理的重要性,研究了二维自旋轨道耦合的相对强度对二维正方光晶格系统的影响。文章令二维自旋轨道耦合一个维度的耦合强度与系统跃迁强度相当,即选择x方向的自旋轨道耦合强度α与系统的跃迁强度t相等,通过改变y方向自旋轨道耦合强度β,研究相对强度β/α对色散关系和边缘态的影响。从能谱的计算和图例分析,得出改变相对强度并不会使系统的能隙打开,即不会改变系统半金属的性质,但会影响系统能带的色散关系。在相对强度很小时,色散关系呈非线性的特征;而当其变大时,色散关系变为线性。在开边界条件下,系统存在稳定的边缘态,因此系统具有非平庸的拓扑性质。     

一维光学晶格中自旋-轨道耦合的超冷偶极费米气体的相图

利用两束蓝失谐的激光构建了一维光学晶格中自旋-轨道耦合的超冷偶极费米气体,并运用密度矩阵重整化群算法研究了该系统的基态特性。在短程和偶极长程相互作用的共同影响下,系统存在丰富的量子相。通过计算纠缠谱、粒子数密度分布和自旋关联函数,发现系统存在四个量子相:相分离相、电荷密度波相、反铁磁莫特绝缘体和非平庸的拓扑绝缘体。     

简谐势阱中理想费米气体的热力学性质

采用Thomas-Fermi半经典近似,研究了任意维简谐势阱中理想费米气体的热力学性质.解析推导出了化学势、费米能和比热的通用表达式,讨论了空间维度和势阱的影响.数值计算了二维和三维费米系统的特征热力学量,与经典极限较好地吻合.     

分子有效直径对费米气体热力学性质的影响

从内能的修正出发,推导了弱简并非理想费米气体的状态方程,并以此为基础,利用相关的热力学关系,推导了系统的热容量和熵等热力学参量,分析了分子有效直径对这些热力学参量的影响机制．结果发现：分子有效直径在一定值上会使内能和熵发生突变,而在该值两边,内能和熵的变化规律都不相同,分子有效直径对热容量几乎没有影响．     

广义外势中费米气体的相对论热力学性质

采用Thomas-Fermi的半经典近似方法，得到处于任意维空间一般幂函数型势阱中相对论理想费米气体的巨配分函数和巨热力学势。又用热力学基本公式得到了总粒子数、总能及热容量的解析表达式（这些表达式中都含有修正的贝赛尔函数），并在极高低温情况下得到总能量、化学势和热容的表达式。由这些结果，得到了各种因素对费米气体的影响。     

均匀重力场中弱相互作用费米气体的热力学性质

根据局域密度近似法,研究了均匀重力场中弱相互作用费米气体高于费米温度条件下的性质,得到了一些重要热力学量的一般解析表达式,分析了系统的粒子数和能量密度的空间分布规律。对均匀重力场中理想费米体系,均匀重力场中弱相互作用费米体系进行了比较,探讨了重力势场及粒子间的相互作用对体系性质的影响。     

势阱中带电荷理想费米气体的热力学性质

从统计物理半经典近似方法出发,研究各向异性简谐势阱中理想带电荷费米气体系统的热力学性质,推导出了该体系的热力学势、比热、内能、磁场强度和磁化率随外加磁场的变化关系,进而分析了约束势阱对理想带电荷费米体系热力学性质的影响.     

分子有效直径对费米气体热力学性质的影响

从内能的修正出发,推导了弱简并非理想费米气体的状态方程,并以此为基础,利用相关的热力学关系,推导了系统的热容量和熵等热力学参量,分析了分子有效直径对这些热力学参量的影响机制．结果发现：分子有效直径在一定值上会使内能和熵发生突变,而在该值两边,内能和熵的变化规律都不相同,分子有效直径对热容量几乎没有影响．     

q分布下二维玻色气体的热力学性质

目的 应用非广延统计力学中的广义玻色-爱因斯坦分布函数,计算出了广义二维玻色气体的内能、熵、自由能、热容量等热力学量.方法 采用分解近似的方法.结果 /结论将所得的结果与传统的玻色统计的结果进行比较可见,热力学量具有相似的形式,并且在q→1的极限下,所有结果就回到玻色统计的结果.