一維晶格體系的密度泛函研究.pdf

1、本文以一維晶格系統(tǒng)中的自旋-1/2 XXZ模型和吸引Hubbard模型為例,研究了一維強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系的基態(tài)性質(zhì)。首先,我們闡述了一維強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系的定義、研究方法及研究意義,接著我們列舉了一些常見(jiàn)的可積模型和常用的數(shù)值方法。
　　 本文的主要工作是采用密度泛函理論研究一維自旋-1/2 XXZ模型和一維吸引Hubbard模型的基態(tài)性質(zhì)。我們求解了自旋-1/2 XXZ模型的基態(tài)能量,化學(xué)勢(shì)及無(wú)外場(chǎng)時(shí)的交換關(guān)聯(lián)勢(shì)。除此之外,我們還討論了一維自

2、旋-1/2 XXZ模型在外場(chǎng)作用下的基態(tài)密度分布和基態(tài)相圖并由此研究了體系在外場(chǎng)作用下的相變特性。
　　 我們還用自旋密度泛函理論計(jì)算了一維吸引Hubbard模型的交換關(guān)聯(lián)勢(shì),比較了外場(chǎng),體系大小和相互作用強(qiáng)度對(duì)基態(tài)能量的影響。通過(guò)對(duì)比自旋密度泛函理論和密度矩陣重整化群方法對(duì)基態(tài)性質(zhì)的計(jì)算結(jié)果可以得到:當(dāng)相互作用不是很強(qiáng)時(shí),自旋密度泛函理論可以方便快捷地給出令人滿意的計(jì)算結(jié)果。此外,我們定義了一個(gè)無(wú)量綱的粒子數(shù)密度(ρ=Nf√V

3、2/t,這里Nf代表體系的粒子數(shù),V2是系統(tǒng)受到的外勢(shì)t是粒子的躍遷項(xiàng)),并由ρ和相互作用U得到了吸引Hubbard模型的相圖。我們利用Hubbard模型的雙占據(jù)、雙占據(jù)對(duì)ρ的一階導(dǎo)數(shù)、壓縮比的局域分布、熱力學(xué)硬度、保真度等準(zhǔn)確地刻畫(huà)了體系受到外場(chǎng)影響而發(fā)生的相變過(guò)程。
　　 由計(jì)算結(jié)果我們發(fā)現(xiàn),和其它數(shù)值方法(例如密度矩陣重整化群)相比較,我們驗(yàn)證了密度泛函理論在求解受到外場(chǎng)作用下的一維強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系問(wèn)題上,可以快速準(zhǔn)確地給出體系