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我室在多轨道关联体系的隶玻色子计算方面取得新进展

        近日,我室邹良剑研究院领导的课题组在多轨道关联体系的隶玻色子模型和数值方法方面取得新进展。相关研究结果发表在 《计算物理通讯》(Computer Physics Communications, 191,90-99 (2015)). 隶粒子方法是研究多自由度关联电子体系的有效方法。在该理论框架下,可以把具有复杂互作用的体系转换为在有效的单电子模型下统一描述。隶玻色子方法作为一种重要的隶粒子方法广泛用于研究关联体系的超导、磁性和莫特金属绝缘体转变等基态性质。

         然而,该方法在多自由度的情况下会遇到指数墙效应,即变分参数随自由度的增加而指数增加,限制了该方法的应用范围。为了推广隶玻色子方法用于研究多轨道关联电子体系的基态性质,我们建立了多轨道旋转不变隶玻色子的计算模型,并发展了一套具有针对性的数值优化方法。该方法通过整合模式搜索法,梯度法,转轴法等多种优化算法,解决了高维度空间中复杂边界约束条件下的数值优化问题,从而可以用于多轨道旋转不变隶玻色子模型的初值优化和基态搜索。我们发展的数值算法可以用于研究多轨道关联体系的磁基态性质,金属绝缘体转变和非对角互作用等。可以给出体系在不同关联强度时基态的电子结构和各种关联函数。

        作为验证,我们使用该方法研究了两轨道体系中横向洪特耦合(transverse Hund’s rule coupling)对体系的莫特金属绝缘体转变和磁性质的作用。结果表明横向洪特耦合在两轨道体系中是轨道选择的莫特相形成的重要因素,并且在偏离半填充体系中能够明显减小体系反铁磁基态时的局域磁矩,增加体系的磁涨落。这些结果与已有理论和结果很好地符合,说明了该方法的正确性和有效性。

(a) 半填充体系不同横向洪特耦合时的准粒子权重;(b) 不同横向洪特耦合时的局域磁矩随粒子填充数的变化。

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