CHUYỂN PHA KIM LOẠI – ĐIỆN MÔI TRONG MỘT SỐ HỆ TƯƠNG QUAN ĐA THÀNH PHẦN TRÊN MẠNG QUANG HỌC
Vật lí lí thuyết và vật lí toán (Mã số: 9.44.01.03)
Luận án tập trung nghiên cứu hiện tượng chuyển pha kim loại – điện môi (MIT) trong các hệ tương quan mạnh, vốn là một lĩnh vực được quan tâm rộng rãi trong vật lí lí thuyết và thực nghiệm. Trong bối cảnh các mô hình tương quan điện tử đơn giản như Hubbard (HM) và Falicov-Kimball (FKM) thường gặp thách thức trong việc tìm kiếm lời giải chính xác, luận án này sử dụng mạng tinh thể quang học làm nền tảng mô phỏng, cung cấp cơ hội đánh giá các phương pháp gần đúng và khám phá các tính chất vật lí mới.
Mục tiêu chính của luận án là nghiên cứu MIT trong các mô hình mở rộng của HM, bao gồm Mô hình Haldane – Hubbard (HHM) khi tính đến liên kết hình học, Mô hình Hubbard ionic (IHM) mất cân bằng khối lượng khi xét thế ion, và FKM ba thành phần. Các phương pháp nghiên cứu chủ yếu được áp dụng là gần đúng thế kết hợp (CPA) và lí thuyết trường trung bình động hai nút (2S-DMFT), kết hợp với các phương pháp tính toán số sử dụng phần mềm Fortran để xác định hàm mật độ trạng thái (DOS), DOS tại mức Fermi, số lấp đầy và giản đồ pha.
Về mặt khoa học, luận án đã đóng góp vào sự hiểu biết về MIT trong các hệ tương quan phức tạp, đồng thời phát triển và hoàn thiện các phương pháp tính toán. Cụ thể, trong HHM tại lấp đầy một nửa, luận án đã tìm thấy bức tranh chuyển pha từ trạng thái điện môi Chern topo sang pha kim loại, sau đó sang pha điện môi Mott khi tương tác Coulomb tăng lên. Đối với IHM mất cân bằng khối lượng, nghiên cứu đã khảo sát ảnh hưởng của tương tác Coulomb, sự mất cân bằng khối lượng và thế ion đến MIT, chỉ ra rằng tương tác tới hạn tăng khi thế ion tăng và giảm khi sự mất cân bằng khối lượng tăng. Trong FKM ba thành phần, luận án đã xác định bức tranh MIT tại các điều kiện lấp đầy khác nhau, khẳng định CPA là một gần đúng hiệu quả.
Các kết quả của luận án không chỉ phù hợp với các phương pháp tính toán phức tạp hơn như DMFT, mà còn có ý nghĩa thực tiễn cao, làm cơ sở cho các nghiên cứu thực nghiệm trên các vật liệu có cấu trúc tương tự (như Graphene và silicene) và góp phần chế tạo các vật liệu lượng tử hoàn toàn mới. Luận án cũng mở ra hướng nghiên cứu tiếp theo về hệ tương quan đa thành phần trên mạng quang học.