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赫巴德模型

2020-10-16
出处:族谱网
作者:阿族小谱
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凝聚体理论中的赫巴德模型在最简单的固体理论中,不仅忽略了电子-声子相互作用,而且固体中的电子之间的静电相互作用被忽略了,不会出现在哈密顿算符里。故各个电子被看成是独立的,不会相互影响(唯一的影响来自泡利不相容原理)。然而,在许多物质中,特别是窄能带的晶体中,电子间的关联相互作用十分重要(以过渡金属氧化物和镧系氧化物最典型,比如前者中,3d电子轨道之间交叠很大,d轨道上的电子相互靠近,静电能的增加将不能忽略)。把这一部分能量写入哈密顿量,就得到相应强关联模型(又称赫巴德模型),用这个模型,可以很容易的阐述莫特绝缘体。多数具有铁磁性或反铁磁性的物质也是强关联的结果。举例:一维氢原子链氢原子的原子核外只有一个电子,在所谓s轨道上。由于泡利不相容原理,一个轨道上只有可能在同一时间被两个自旋不同的电子占据,一个自旋向上(↑↑-->{\displaystyle\uparrow}),另一个自旋向下(↓↓...

凝聚体理论中的赫巴德模型

在最简单的固体理论中,不仅忽略了电子-声子相互作用,而且固体中的电子之间的静电相互作用被忽略了,不会出现在哈密顿算符里。故各个电子被看成是独立的,不会相互影响(唯一的影响来自泡利不相容原理)。然而,在许多物质中,特别是窄能带的晶体中,电子间的关联相互作用十分重要(以过渡金属氧化物和镧系氧化物最典型,比如前者中,3d电子轨道之间交叠很大,d轨道上的电子相互靠近,静电能的增加将不能忽略)。把这一部分能量写入哈密顿量,就得到相应强关联模型(又称赫巴德模型),用这个模型,可以很容易的阐述莫特绝缘体。多数具有铁磁性或反铁磁性的物质也是强关联的结果。

举例:一维氢原子链

氢原子的原子核外只有一个电子,在所谓s轨道上。由于泡利不相容原理,一个轨道上只有可能在同一时间被两个自旋不同的电子占据,一个自旋向上(↑ ↑ -->{\displaystyle \uparrow }),另一个自旋向下(↓ ↓ -->{\displaystyle \downarrow })。

一维氢原子链,在赫巴德模型下的哈密顿量可以写成: H=− − -->t∑ ∑ -->⟨ ⟨ -->i,j⟩ ⟩ -->,σ σ -->(ci,σ σ -->† † -->cj,σ σ -->+h.c.)+U∑ ∑ -->i=1Nni↑ ↑ -->ni↓ ↓ -->,{\displaystyle H=-t\sum _{\langle i,j\rangle ,\sigma }(c_{i,\sigma }^{\dagger }c_{j,\sigma }^{}+h.c.)+U\sum _{i=1}^{N}n_{i\uparrow }n_{i\downarrow },}

其中⟨ ⟨ -->i,j⟩ ⟩ -->{\displaystyle \langle i,j\rangle } 表示电子最近邻格点的相互作用。

空腔量子电动力学中的赫巴德模型

一定的空腔构形对应一定的波模。波模形成一个个的周期性排列的势阱,可以来束缚电子。这时处在同一个势阱里的电子之间也会强烈的排斥。故赫巴德模型可以用来解释空腔中电子的一些行为。


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