【学术预告】密度泛函理论在分数量子霍尔效应中的应用

发布时间:2019-12-23 南师物理学院 浏览次数:

 
报告专家
:胡亚运
报告时间20191224日下午16:00

报告地点:行健楼436会议室


报告摘要
密度泛函理论(DFT)是处理复杂相互作用系统的重要工具,它通过引入交换关联势,为复杂的多体相互作用提供了简化的单粒子描述方法。然而,密度泛函方法却极少用于研究分数量子霍尔效应(FQHE[1],而它正是由相互作用主导的物理现象。分数量子霍尔效应发生在强磁场下的二维电子气中,它作为一种新型的物态,具有分数量子化电导,且其准粒子展现出分数电荷和分数统计性质。在分数量子霍尔效应中,由电子间相互作用产生的准粒子,我们称之为复合费米子[2],它是由电子和量子磁通复合而成的束缚态,能够感受到依赖于电子密度的等效磁场。基于密度泛函理论,我们把对分数量子霍尔效应问题的描述转化为对无相互作用的复合费米子系统的描述,并推导出复合费米子满足的孔恩-沈吕九方程[3]。通过数值计算得到的自洽结果显示,我们的方法不仅能得到接近精确结果的电子密度,而且能描述分数电荷和分数统计等拓扑性质。复合费米子密度泛函理论为分数量子霍尔效应中边缘态,无序,电子自旋,库仑屏蔽和任意子统计等问题的建模研究提供了新思路。

[1]D. C. Tsui, H. L. Stormer, and A. C. Gossard, Phys. Rev.313 Lett. 48, 1559 (1982)

[2]J. K. Jain, Phys. Rev. Lett. 63, 199 (1989)[3]Yayun Hu and J. K. Jain, Phys. Rev. Lett. 123, 176802(2019)


专家简介
胡亚运,2014年毕业于南京师范大学物科院理论物理专业,2017年获得北京大学凝聚态物理硕士学位,现于美国宾州州立大学攻读博士学位,师从美国艺术与科学学院院士Jainendra.K.Jain教授。主要研究兴趣是强关联系统和统计物理,研究课题包括密度泛函理论在分数量子霍尔效应中的应用,拓扑半金属中的普适电导涨落,量子随机行走等。