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强关联电子体系的理论研究报告摘要：本研究报告旨在探讨强关联电子体系的理论研究进展，并对其在凝聚态物理学和材料科学领域的应用进行综述。
通过对强关联电子体系的基本概念、理论模型和计算方法的介绍，我们深入研究了其在超导、磁性、拓扑绝缘体等领域的重要性和前沿问题。
本报告旨在为科研人员提供一个全面的理论框架，以促进对强关联电子体系的深入理解和未来研究的指导。
1. 强关联电子体系的基本概念强关联电子体系是指其中电子间的相互作用起主导作用的体系。
与弱关联电子体系相比，强关联电子体系的电子行为更加复杂，不容易通过传统的平均场理论来描述。
强关联电子体系的研究对于理解高温超导、自旋玻璃、量子自旋液体等现象具有重要意义。
2. 强关联电子体系的理论模型为了描述强关联电子体系，研究者们提出了多种理论模型，其中最著名的包括Hubbard模型、Anderson模型和Heisenberg模型等。
这些模型通过考虑电子间的相互作用和晶格结构等因素，揭示了强关联电子体系的基本行为。
3. 强关联电子体系的计算方法针对强关联电子体系的复杂性，研究者们提出了各种计算方法，如密度矩阵重整化群方法、量子蒙特卡洛方法和精确对角化方法等。
这些计算方法在研究强关联电子体系的基态和激发态性质方面发挥了重要作用。
4. 强关联电子体系的应用强关联电子体系的研究在凝聚态物理学和材料科学领域有着广泛的应用。
其中，超导材料的理论研究和设计是一个重要的研究方向。
通过理论模型和计算方法，研究者们可以预测新型超导材料的存在和性质，为实验提供指导。
此外，强关联电子体系还在磁性材料、拓扑绝缘体等领域展现出重要的应用潜力。
结论：强关联电子体系的理论研究是凝聚态物理学和材料科学领域的重要研究方向。
通过对强关联电子体系的基本概念、理论模型和计算方法的综述，本报告对其在超导、磁性、拓扑绝缘体等领域的应用进行了探讨。
我们相信，随着理论和计算方法的不断发展，强关联电子体系的研究将为我们揭示更多奇特的物理现象，并为材料设计和能源应用等领域提供新的思路和方法。
量子力学：量子多体系统的非平衡动力学的理论研究量子力学是研究微观领域的物理学分支，它描述了微观粒子之间的相互作用和行为规律。
在量子力学中，研究量子多体系统的非平衡动力学是一个重要的课题。
本文将介绍量子多体系统的非平衡动力学的理论研究，并探讨其在实际应用中的意义和挑战。
1. 理论背景量子多体系统是由多个微观粒子组成的系统，它们之间存在相互作用。
在平衡状态下，量子多体系统的性质可以通过统计物理学中的平衡态来描述。
然而，当系统处于非平衡态时，经典的平衡态理论就不再适用。
2. 非平衡动力学的描述非平衡动力学是描述非平衡态下系统演化规律的理论框架。
在量子力学中，非平衡态的描述需要借助密度矩阵的概念。
密度矩阵是描述系统状态的一个算符，可以表示系统的几率分布。
通过使用密度矩阵，可以描述量子多体系统在非平衡态下的演化过程。
3. 线性响应理论线性响应理论是研究非平衡态下系统响应的一种重要方法。
它可以通过扰动理论的方式，将系统从平衡态引入微小的扰动，从而得到系统的响应。
在量子多体系统的非平衡动力学研究中，线性响应理论可以用来描述系统对外界扰动的响应行为。
4. 动力学方程的求解在研究量子多体系统的非平衡动力学时，求解动力学方程是一个重要的问题。
动力学方程描述了系统在非平衡态下的演化过程，其求解可以通过多种方法进行，如传统的微扰展开方法、重整化群方法和数值模拟方法等。
这些方法可以根据具体问题的要求选择合适的数学工具和技术手段，得到系统演化的解析解或数值解。
5. 实际应用和挑战量子多体系统的非平衡动力学的研究不仅在理论上具有重要意义，也在实际应用中发挥着巨大的作用。
例如，在凝聚态物理领域，研究量子多体系统的非平衡动力学可以用来解释复杂材料的电子输运行为、热输运行为等。
在量子信息科学领域，研究量子多体系统的非平衡动力学可以用来解决量子计算中的误差校正、量子纠缠传输等问题。
然而，研究量子多体系统的非平衡动力学还面临一些挑战。
哈伯德模型的应用方面哈伯德模型已经用于表征多种材料中的电子行为，但科学家们还没有证据表明它也适用于铜基高温超导体。
他说：“这是困扰该领域的重要问题。
哈伯德模型可以用于描述铜酸盐材料的高温超导性吗？或者它还存在缺陷？铜酸盐材料中存在许多相互竞争的状态，我们不得不选择无偏模拟来解答这些问题。
但这使模拟计算变得非常困难，相关研究的进展很缓慢。
”许多材料的行为是可以预测的。
例如铜总是金属；摔坏一个磁铁，它仍然具有磁性。
然而，高温超导体是量子材料，其电子相互配合，产生出人意料的特性。
Devereaux说，量子材料与常规材料的不同之处在于，它可以同时承载多种相态。
例如，量子材料在某一条件是导体，稍微切换条件后，它又可能变成绝缘体。
因此，科学家们可以通过改变材料的化学性质或电子运动方式来改变相态之间的平衡，从而制造出新材料。
针对这种情况，科学家们求助于最强大算法之一的密度矩阵重整化群（DMRG）。
然而，由于相态共存的情况是非常复杂的，即便是使用了DMRG算法进行模拟，也需要占用大量的硬件资源，耗费很长的时间。
为了缩短计算时间，并提高分析水平，Jiang等寻找了优化模拟细节的方法。
他说：“我们必须谨慎地精简每一个步骤，并尽可能提高效率。
”在Jiang等的努力下，斯坦福大学的夏洛克计算群和SLAC的设备花费了大约一年的时间，实现了哈伯德模型的DMRG模拟的加速运行。
Devereaux团队的研究重点在于，分析铜酸盐材料中高温超导性和电荷纹之间的微妙相互作用。
此前，两者的关系并不清楚。
有的科学家认为，电荷纹促进了超导性。
而另一些科学家则认为电荷纹和超导性之间存在竞争。
Jiang和Devereaux等在方格中创建了虚拟的铜酸盐材料。
在实际情况中，铜原子和氧原子被限制在平面上。
而在虚拟材料中，它们变成了单个的虚拟原子，位于网格线的交点。
每个虚拟原子最多可以容纳两个电子，电子可以自由跃动。
当研究人员用DMRG模拟哈伯德模型时，他们发现电子跳跃模式的变化对电荷纹和超导性之间的关系有明显的影响：电子跳向方格中的“邻居”时，电荷纹变得更强，超导态不会出现。
动力学平均场理论及其应用中国人民大学物理系2012.04.18,北京理工大学提纲1、动力学平均场理论（DMFT）介绍2、DMFT理论框架3、DMFT的扩展4、DMFT的应用（总结）原始格点Hamiltonian原始格点Hamiltonian（2）DMFT 的推导方法（e ）动力学CPA（1）的特点∞=D （a ）要得到U ＝0 的正确结果，必须对hopping 做变化：动力学平均场理论的推导（历史）（b ）在此极限下，Gutzwiller 变分可以精确计算[ Vollhardt ，Metzner 1989 ]（c ）自能成为空间局域的)( )(n ij n ij i i ωδωΣ=Σ[ Mueller －Hartman 1989 ]（a ）微扰理论[ Metzner, Mueller －Hartman, Brandt, Mielsch 1989 ]（c ）Cavity 方法[ Georges, Kotliar 1996 ]（d ）自能泛函变分理论[ Potthoff 2003 ][ Kakehashi 1992]（b ）“Weiss 场”＋杂质模型[ Georges, Kotliar 1992]（1）小（a）U＝0严格解（εD∫+∞)(（3）中间U 区域最困难的区域：Hartree-Fock vs Heitler-LondonGutzwiller Appr. vs Hubbard-I、-II、-III Appr.U-exapansion vs t-expansionDMFT 可以给出统一的描述。
Hubbard -III 近似J. Hubbard, Proc. Roy. Soc.A 281, 401 (1964).☯W. F. Brinkman et al .,PRB 2, 4302 (1970).∑∑++−=n n U c c t HDMFT（IPT）DMFT（NRG）☯A. Georges et al., Rev. Mod. Phys, 68, 13 (1996).随U 和空穴浓度的变化DMFT（ED）Gutzwiller近似DMFT（ED）（Ns＝6）DMFT（NRG）☯N. H. Tong et al., PRB 64, 235109 (2001).☯R. Bulla et al., PRB 64, 045103 (2001).作用量形式[]局域态密度−=1)(ερσ可以由微分得到。
帅志刚教授简介个人简历帅志刚，男，1962年8月出生于江西；1983年7月获学士学位，中山大学物理系；1989年7月获博士学位，复旦大学物理系理论物理专业。
1990年3月至2001年12月，比利时蒙斯-艾诺大学新材料化学实验室博士后，研究员；2002年1月至2008年4月，中国科学院化学研究所，百人计划研究员，博导；2008年5月至今，清华大学化学系，教育部“长江学者特聘教授”。
奖励与荣誉2004年，中国科学院百人计划结题评估“优秀”（前20%）；2004年，获国家基金委杰出青年科学基金；2006年，国家人事部等7部委“新世纪百千万人才国家级人选”；2008年7月，当选为国际量子分子科学院院士；2009年2月，入选英国皇家化学会会士；2011年9月，当选为欧洲科学院外籍院士；2012年4月，获中国化学会-阿克苏诺贝尔化学奖;2013年3月, 当选为比利时皇家科学院外籍院士学术兼职中国化学会常务理事（2011-2014）、副秘书长兼国际事务委员会主任（2007－2010，2011-2014）、理论化学专业委员会副主任（2007-2010，2011-2014）；《化学学报》和《中国化学前沿》副主编；“Theoretical Chemistry Accounts”、“Nanoscale”、《中国科学：化学》、《化学进展》、《物理化学学报》、“J Theo Comput Chem”、《分子科学学报》编委；北京大学、南京大学、东北师范大学、湖南大学兼职教授；学术成就从事理论化学研究，共发表260篇SCI论文，他引6700多次，h因子44。
包括：(1) 提出了一种新的电子关联效应，可导致聚合物电致发光过程中单线态激子形成率超过三线态的根源，从而使得内量子效率可以超过25%的自旋统计极限，得到国际工业界和学术界关注；(2) 建立了量子化学中密度矩阵重整化群方法；(3）发展了多振动模式耦合的无辐射跃迁路径积分理论，有效地预测多原子分子发光效率，并给出了聚集诱导发光现象的定量解释；(4) 提出了预测有机半导体电荷传输的“隧穿增益跳跃”模型及其第一性计算方法；(5) 发展了关联电子体系激发态结构理论与非线性响应理论，包括编制了耦合簇运动方程和多参考组态相互作用的方法及其并行计算程序，并应用于计算大分子体系的激发态与非线性光学系数和非线性光吸收截面。
