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Search for Novel Non-Fermi Liquid Models and Materials

Descrizione del progetto

Modelli migliorati per studiare il comportamento dei metalli esotici

Il modello del liquido di Fermi è efficace nel prevedere le proprietà dei metalli convenzionali a temperature sufficientemente basse. Tuttavia, esiste una classe di liquidi non Fermi o metalli esotici che si discostano da questo modello e dimostrano proprietà straordinarie. Esempi importanti sono alcuni composti di fermioni pesanti e semiconduttori ad alta temperatura. Finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto EXOMETALS si propone di costruire modelli avanzati di impurità quantistica che descrivono questo tipo di metalli. Questi modelli potrebbero descrivere le interazioni tra i gradi di libertà locali delle particelle (spin) e gli elettroni di conduzione circostanti. L’obiettivo finale del progetto è la creazione di nuovi stati della materia nei materiali sfusi, nonché l’individuazione del modo in cui questi metalli esotici si comportano nei dispositivi a punti quantici.

Obiettivo

The standard theory of electrons in metals, Landaus Fermi liquid theory from 1956 has been very successful in predicting the low-temperature properties of many metals. Its greatest success was its ability to describe many heavy fermion metals, whose name comes from the huge apparent masses acquired by their conduction electrons. However increasingly many metals have been synthesized where Fermi-liquid predictions fail. They are called non-Fermi liquid (NFL) or exotic metals. Prominent examples are certain heavy fermion compounds and high-temperature superconductors. These materials are of interest because of the emergence of new properties that could be used in future technologies. In most cases NFL behaviors lack the understanding, as only a handful of solvable, microscopic models describe NFL phenomena. To make strides I will construct a novel class of NFL quantum impurity models. Quantum impurity models describe the interaction between local degrees of freedom, like a spin, and the surrounding conduction electrons. The simplest NFL quantum impurity model was considered to be the so-called two-channel Kondo model (2CKM). One of the new quantum impurity modelswhich I call the one-and-a-half-channel Kondo model and whose low-energy solution gives the topological Kondo effecthas less degrees of freedom and is, in this sense, simpler than the 2CKM, yet it also exhibits NFL behavior. Generally, this new family of NFL quantum impurity models includes all those overscreened Kondo-type models where the number of conduction electron species are not integer multiples of the number of impurity states. I will study the new quantum impurity models using Wilsons numerical renormalization group method (recognized by the 1982 Nobel Prize). My further aims are to experimentally realize the corresponding NFL behavior, i.e. create new states of matter in bulk materials, and also to theoretically explore alternative realizations of the novel NFL physics in quantum dot devices.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2020

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Coordinatore

THE UNIVERSITY OF EDINBURGH
Contributo netto dell'UE
€ 337 400,64
Indirizzo
OLD COLLEGE, SOUTH BRIDGE
EH8 9YL Edinburgh
Regno Unito
Regione
Scotland Eastern Scotland Edinburgh
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 337 400,64