Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

FP7

SCDFT Wynik w skrócie

Project ID: 329245
Źródło dofinansowania: FP7-PEOPLE
Kraj: Niderlandy

Silnie oddziałujące elektrony ustalają kierunek

Sukces teorii funkcjonału gęstości (DFT) w opisywaniu najbardziej zróżnicowanych zjawisk w fizyce materii skondensowanej jest niepodważalny. Ostatnie odkrycia upowszechniają zaproponowane zastosowanie teorii dla nadprzewodnictwa.
Silnie oddziałujące elektrony ustalają kierunek
Oryginalne twierdzenia Hohenberga-Kohna i możliwość reprodukcji dokładnej gęstości elektronowej w układzie nieoddziałujących cząstek Kohna-Shama (KS) można rozszerzyć w zasadzie do wszelkiej struktury elektronowej, włączając nadprzewodniki. Jednak praktyczne zastosowanie teorii KS-DFT zależy od funkcjonałów gęstości dla odpowiednich obserwabli układu.

W szczególności funkcjonały wymienno-korelacyjne umożliwiają włączenie efektów interakcji bez zwiększenia kosztu obliczeniowego. Istnieją setki dostępnych funkcjonałów, ale zawodzą one przy zastosowaniu w układach o silnej korelacji. Naukowcy dzięki finansowaniu z UE badali nowe podejście dokładnego opisu efektów silnej korelacji.

W ramach projektu SCDFT (Strictly-correlated density functional theory: Methodology development and application to semiconductor nanostructures and ultracold atom gases) naukowcy opracowali koncepcję silnie skorelowanych elektronów (strictly correlated electrons — SCE) do modelowania granic nieskończenie silnych oddziaływań. Zamiast braku oddziaływania (jak sugeruje teoria Kohna-Shama), układ składa się z cząstek o możliwie największym stopniu oddziaływania.

W szczególności oznacza to, że w tak zwanym podejściu KS-SCE DFT funkcjonał wymienno-korelacyjny jest tworzony na podstawie układu SCE i uwzględnia skutki silnego oddziaływania. Z drugiej strony rozwiązano standardowe, niewymagające wielu zasobów obliczeniowych równania KS-DFT.

Przed zakończeniem projektu SCDFT nową metodykę pomyślnie zastosowano do nanostruktur nadprzewodników, a także do ultrazimnych gazów atomowych oraz układu chemicznego 1D składającego się z jonów i cząsteczek. Co ważne, kluczowe zjawiska kwantowe zostały odtworzone przy liczbach cząstek większych niż było to możliwe przy zastosowaniu innych metod.

Wszystkie rezultaty tego badania opublikowano w prestiżowych czasopismach Physical Review Letters, Physical Review B i Physical Chemistry Chemical Physics.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Teoria funkcjonału gęstości, fizyka materii skondensowanej, nadprzewodnictwo, SCDFT, ultrazimne gazy atomowe
Numer rekordu: 188446 / Ostatnia aktualizacja: 2016-09-05
Dziedzina: Technologie przemysłowe