一維長程相互作用費米氣體的密度泛函理論研究.pdf

1、隨著納米技術(shù)的發(fā)展，實驗上已經(jīng)能成功制備出純凈的一維量子氣，例如:一維半導(dǎo)體量子線，單阱碳納米管結(jié)構(gòu)等。一維費米系統(tǒng)的研究吸引了很多理論和實驗研究人員的興趣。我們已經(jīng)知道一維電子氣模型與理想的費米液體不同，它不能用傳統(tǒng)的朗道(Landau)理論來描述，因為在一維結(jié)構(gòu)中電子-電子相互作用起了關(guān)鍵作用。一維電子氣的基態(tài)特性、自旋關(guān)聯(lián)效應(yīng)、自旋電荷分離等方面已經(jīng)有了很多研究。不同于一維短程相互作用費米氣體，一維長程相互作用費米氣體具有更好的實

2、際意義，這也是我們的研究重點。
　　 本文主要利用密度泛函理論研究了一維長程自旋極化相互作用費米氣體，我們的研究可進一步用于一維Wigner晶格化的研究中去。
　　 在第一章中，我們介紹了一維體系和密度泛函理論方法的相關(guān)背景知識。
　　 在第二章中，我們首先給出了一維電子氣的理論模型，闡明了準(zhǔn)一維電子氣需要滿足的條件:rs(》)πbaB/4，同時還計算并討論了兩體硬核模型的精確解和δ劈裂勢的相關(guān)特性。接著，我們給

3、出了一維電子氣的有效勢及其哈密頓量。推導(dǎo)出了能夠很好的反映出電子間相互作用的有效勢。然后根據(jù)MicheleCasula等人的晶格規(guī)則擴散蒙特卡羅方法(LRDMC)討論了交換能、關(guān)聯(lián)能及其相應(yīng)的交換勢和關(guān)聯(lián)勢。最后我們討論了無極化一維電子氣的基態(tài)特性。當(dāng)體系的相互作用強度越小，體系的基態(tài)密度分布可以用無相互作用時的密度分布來理解。如果只考慮偶數(shù)個電子數(shù)時，那么密度分布峰的個數(shù)為N/2。
　　 在第三章中，我們利用自旋密度泛函理論來