Luận án Tiến sĩ Vật lý lý thuyết và vật lý toán: Phương pháp tiếp cận vi mô Ginzburg-Landau cho sự đồng tồn tại pha trong hệ nhiều hạt

Dựa trên bài toán riêng của siêu dẫn sắt từ của các hệ fermion nặng dựa trên Uranium, chúng tôi sẽ rút ra một biểu diễn chính thức cho phiếm hàm GL, và sau đó sử dụng nó để nghiên cứu sự đồng tồn tại của sắt từ và siêu dẫn trong hệ UGe2 đồng thời tạo ra các đồ thị cho thấy sự phụ thuộc giữa các tham số trật tự và biểu thị các miền pha cân bằng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Vật lý lý thuyết và vật lý toán: Phương pháp tiếp cận vi mô Ginzburg-Landau cho sự đồng tồn tại pha trong hệ nhiều hạtLời cam đoanTôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả mớimà tôi công bố trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ côngtrình nào khác. Hà Nội, ngày 25 tháng 9 năm 2019. Tác giả: Nguyễn Văn HinhLời cám ơnTrước hết, tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Trí Lân, người thầy đầu tiên tiếpnhận tôi, đã luôn quan tâm sát sao, cùng tôi thực hiện các ý tưởng và giúp đỡ tôi rấtnhiều trong quá trình làm NCS. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến GS. TS. NguyễnToàn Thắng, người thầy thứ hai tiếp nhận và chỉ hướng cho tôi để định hình mục tiêunghiên cứu trong luận án, đồng thời là giáo viên hướng dẫn luận án.Tiếp theo, tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo và lãnh đạo Học việnKhoa học và Công nghệ, bộ môn Vật lý lý thuyết – Vật lý toán của Viện Vật Lý đãtạo mọi điều kiện học tập, nghiên cứu cho tôi trong quá trình làm NCS. Tôi cũng chânthành cảm ơn ban Giám hiệu, các đồng nghiệp của khoa Khoa học cơ bản, trường Đạihọc Công nghiệp Hà Nội đã giúp đỡ tôi rất nhiều về vật chất và tinh thần trong thờigian tôi làm NCS.Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể gia đình, bạn bè luôn đồng hành, độngviên và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình theo đuổi và thực hiện ước mơ củamình.Danh mục các chữ viết tắt GL(Ginzburg-Landau) : Ginzburg-Landau HS (Hubbard-Stratonovich) : Hubbard-Stratonovich BCS (Bardeen-Cooper-Schrieffer) : Bardeen-Cooper-Schrieffer HFB (Hatree-Fock-Bogoliubov) : Hatree-Fock-Bogoliubov SC (Superconductivity) : Siêu dẫn FM (Ferromagnetism) : Sắt từ AFM (Antiferromagnetism) : Phản sắt từ PM (Paramagneticsm) : Thuận từ N (Normal) : Dẫn thường SDW (Spin-density-wave) : Sóng mật độ spin CDW (Charge-density-wave) : Sóng mật độ điện tíchDanh sách hình vẽ 1.1. Giản đồ pha của U Ge2 xác định bởi các số đo độ từ hóa dưới áp suất. Tc là nhiệt độ Curie và Tx xác định nơi chuyển pha giữa hai pha sắt từ FM1 và FM2 có độ phân cực từ khác nhau. Tsc là nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn [85, 38]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2. Giản đồ pha P − T của CeRhIn5 với các pha phản sắt từ (kí hiệu AFM, vùng màu xanh) và siêu dẫn (kí hiệu SC, vùng màu vàng) được xác định từ số đo nhiệt dung riêng khi không có từ trường ngoài. Khi Tc < TN có tồn tại một pha đồng tồn tại AFM+SC. Khí Tc > TN trật tự phản sắt từ đột ngột biến mất [92, 32]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.3. Hiệu ứng hút của hai điện tử do bởi sự trao đổi phonon [42] . . . . . . 29 1.4. Phổ chuẩn hạt. Khe năng lượng được quan sát giữa trạng thái siêu dẫn (ở đỉnh) và trạng thái dẫn thường (ở đáy) sinh ra tham số trật tự của hệ [42]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1.5. “Tính đối xứng bị phá vỡ”. Sự tiến triển của trật tự kết tinh bên trong một giọt nước hình cầu dẫn tới sự hình thành một bông tuyết, làm giảm tính đối xứng từ đối xứng cầu tới đối xứng sáu nếp gấp [21]. . . . . . . 42 1.6. (a) Trong một kim loại thường, không có trật tự tầm xa. (b) Bên dưới nhiệt độ Curie TC của một sắt từ, các spin điện tử sắp hàng để tiến triển một tham số trật tự sắt từ. Kết quả là kim loại có một moment từ hữu hạn. (c) Bên dưới nhiệt độ chuyển pha của một siêu dẫn, các điện tử kết cặp với nhau tiến triển một tham số trật tự siêu dẫn. Kết quả là kim loại biểu hiện hiệu ứng Meissner, đẩy từ trường ra khỏi bên trong lòng nó [21]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 1.7. (a) Năng lượng tự do Landau F (ψ) như là một hàm của nhiệt độ đối với một tham số trật tự Ising. Các đường cong được dịch chuyển thẳng đứng. (b) Tham số trật tự ψ như là một hàm của nhiệt độ đối với một trường hữu hạn h > 0 và một trường rất nhỏ h = 0+ [21]. . . . . . . . . 45 1.8. Giản đồ pha trong một trường ngoài. Một đường bậc nhất kéo dài dọc theo trục trường ngoài bằng không, h = 0 đến điểm tới hạn. Tham số trật tự cân bằng đổi dấu khi vượt qua đường ranh giới pha này. (a) Đồ thị ba chiều cho thấy sự gián đoạn theo tham số trật tự như một hàm của trường ψ. (b) Đường ranh giới pha hai chiều cho thấy là đường bậc nhất [21]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Danh sách hình vẽ 1.9. Sự phụ thuộc của năng lượng tự do vào tham số trật tự đối với (a) tham số trật tự Ising ψ = ψ1 , cho thấy hai cực tiểu cùng mức năng lượng và (b) tham số trật tự phức ψ = ψ1 + iψ2 = |ψ| eiφ , ở đó năng lượng tự ...