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二維電子氣體中的金屬-絕緣體相變及Wigner晶格融化(III)
(2005)
儒森斯坦
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ROSENSTEIN BARUCH
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交通大學電子物理系
單層碳與Weyl半金屬的電動力學性質
(2016)
儒森斯坦
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ROSENSTEIN BARUCH
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國立交通大學電子物理學系（所）
單層碳與Weyl半金屬的電動力學性質
(2014)
儒森斯坦
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ROSENSTEIN BARUCH
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國立交通大學電子物理學系（所）
單層碳與Weyl半金屬的電動力學性質
(2015)
儒森斯坦
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ROSENSTEIN BARUCH
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國立交通大學電子物理學系（所）
超導體與半導體在高磁場下的物理性質
(2006)
儒森斯坦
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ROSENSTEIN BARUCH
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交通大學電子物理系
本計畫將包含下列兩個子計畫,下面每一個子計畫作更具體的細項來敘述.在強磁場下，物理性質在最低Landau 能階近似法(lowest Landau level approximation, LLL) 下可以得到很好的近似。 I. 超強磁場下高溫超導體的傳輸性質與磁性理論 1. 在無序渦漩物質的熱動理學性質和傳輸性質. 高溫超導體的渦旋晶格的表現控制許多超導體中的特性.理解這些特性對材料的商業應用和基礎研究都非常重要.瞭解無序與溫度擾動和渦漩物質的交互作用的強關連電子的物理不論在應用或純科學上都有很佔有很重要的地位。在過去很多年來我的研究群在LLL 近似區內建立了一個量化的理論來描述溫度效應在相變附近的物理現象，同時的解釋了高溫超導體如YBCO 和層狀結構的LaSCO。無序效應直到最近理論學家利用「replica method」才將將渦漩物質的理論發展到實際問題，此後我們才得以解釋無序-有序的相圖. 然而這些方法目前只侷限在靜態平衡系統上的討論,我計畫將針對動態和不可逆的現象包括玻璃態動力學和記憶效應.同時的尋找出玻璃態的相變臨界線和無定型及結晶態內不可逆的相變線.一般的統計力學上ergodic 的假設已不適用,複雜的動態學逼近法可用來應付動態系統在線性反應區的現象. 2. 渦漩物質結構相變渦漩物質相變理論是目前研究的課題之一.近年來,拜新的實驗技術如小角度的中子散射或更複雜的介子自旋旋轉技術所賜,渦旋物質的相變在實驗上被觀察到. Yeshurun 在Bar Ilan 的研究小組最近在高溫超導體LaSCO 的磁性曲線觀察到第二個峰值,我們認為這是晶格相變的現象. 我們將考慮兩種互補的近似法來研究溫度擾動和無序的影響對結構相變現象的效應, 一是由變異的Ginzburg –Landau 相變理論, 他考慮了四角型晶格渦漩間偶合的強度的旋轉不變性項.這一部分的研究主要是我博士班學生林佩真博士論文的主題.我們採用了LLL 和平均場的近似法來計算不同結構之系統的自由能.在另一個極限下,我們採用了London 理論, 這個近似法將渦漩考慮成為線狀的物質,這種物質的交互作用力如同d-wave 超導體是沒有旋轉對偁性,最早是由交大電物的楊宗哲教授所推倒出來的.這個異向性導致在強外場下為晶格呈現正方形的晶格,在低場下四邊形對偁姓被破壞而形成菱形的晶格.軟化的渦璇靠近相變線導致臨界電流上產生"peak effect",及突然的增大.我們利用自洽的harmonic approximation 的路徑積分考慮了溫度和無序效應的影響. 3. 第二類超導的磁束極限動力現象在過去幾年克服了材料和技術上的問題, 在第二類超導爆炸衝擊波實驗可以利用快閃雷射的脈衝來產生.穩定的磁束前波可以到達10-100 km/sec. 此外,波前有時候會產生樹脂狀的分支.我會用超導渦漩物質的流體動力學方程式來模擬分析這個現象.由於此一高速接近於破壞超導電流因此在波前部分窄區間會變成正常態,在前端的能量的損耗和流失到達穩定的終端速度.這個新的領域裡面的發展非常的我們的理論目前釋目前最能解釋這個爆炸衝擊波的三個主要理論之一. 4. 第二類超導的de Haas-van Alfven 效應近期發現的FFLO態在有機的準二維繫統的重費米子超導化合物如CeCoIn5, 重新興起了理論學家對自選與軌道交互作用力的在破壞Cooper對的興趣. 我們將採用加入電子自旋效應修正過的BSC理論來研究在高磁場下相變附近的effective spin pair breaking第二類超導發生的現象.
超導體與半導體在高磁場下的物理性質
(2007)
儒森斯坦
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ROSENSTEIN BARUCH
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國立交通大學電子物理學系(所)
本計畫將包含下列兩個子計畫,下面每一個子計畫作更具體的細項來敘述.在強磁場下，物理性質在最低Landau 能階近似法(lowest Landau level approximation, LLL) 下可以得到很好的近似。 I. 超強磁場下高溫超導體的傳輸性質與磁性理論 1. 在無序渦漩物質的熱動理學性質和傳輸性質. 高溫超導體的渦旋晶格的表現控制許多超導體中的特性.理解這些特性對材料的商業應用和基礎研究都非常重要.瞭解無序與溫度擾動和渦漩物質的交互作用的強關連電子的物理不論在應用或純科學上都有很佔有很重要的地位。在過去很多年來我的研究群在LLL 近似區內建立了一個量化的理論來描述溫度效應在相變附近的物理現象，同時的解釋了高溫超導體如YBCO 和層狀結構的LaSCO。無序效應直到最近理論學家利用「replica method」才將將渦漩物質的理論發展到實際問題，此後我們才得以解釋無序-有序的相圖. 然而這些方法目前只侷限在靜態平衡系統上的討論,我計畫將針對動態和不可逆的現象包括玻璃態動力學和記憶效應.同時的尋找出玻璃態的相變臨界線和無定型及結晶態內不可逆的相變線.一般的統計力學上ergodic 的假設已不適用,複雜的動態學逼近法可用來應付動態系統在線性反應區的現象. 2. 渦漩物質結構相變渦漩物質相變理論是目前研究的課題之一.近年來,拜新的實驗技術如小角度的中子散射或更複雜的介子自旋旋轉技術所賜,渦旋物質的相變在實驗上被觀察到. Yeshurun 在Bar Ilan 的研究小組最近在高溫超導體LaSCO 的磁性曲線觀察到第二個峰值,我們認為這是晶格相變的現象. 我們將考慮兩種互補的近似法來研究溫度擾動和無序的影響對結構相變現象的效應, 一是由變異的Ginzburg –Landau 相變理論, 他考慮了四角型晶格渦漩間偶合的強度的旋轉不變性項.這一部分的研究主要是我博士班學生林佩真博士論文的主題.我們採用了LLL 和平均場的近似法來計算不同結構之系統的自由能.在另一個極限下,我們採用了London 理論, 這個近似法將渦漩考慮成為線狀的物質,這種物質的交互作用力如同d-wave 超導體是沒有旋轉對偁性,最早是由交大電物的楊宗哲教授所推倒出來的.這個異向性導致在強外場下為晶格呈現正方形的晶格,在低場下四邊形對偁姓被破壞而形成菱形的晶格.軟化的渦璇靠近相變線導致臨界電流上產生"peak effect",及突然的增大.我們利用自洽的harmonic approximation 的路徑積分考慮了溫度和無序效應的影響. 3. 第二類超導的磁束極限動力現象在過去幾年克服了材料和技術上的問題, 在第二類超導爆炸衝擊波實驗可以利用快閃雷射的脈衝來產生.穩定的磁束前波可以到達10-100 km/sec. 此外,波前有時候會產生樹脂狀的分支.我會用超導渦漩物質的流體動力學方程式來模擬分析這個現象.由於此一高速接近於破壞超導電流因此在波前部分窄區間會變成正常態,在前端的能量的損耗和流失到達穩定的終端速度.這個新的領域裡面的發展非常的我們的理論目前釋目前最能解釋這個爆炸衝擊波的三個主要理論之一. 4. 第二類超導的de Haas-van Alfven 效應近期發現的FFLO態在有機的準二維繫統的重費米子超導化合物如CeCoIn5, 重新興起了理論學家對自選與軌道交互作用力的在破壞Cooper對的興趣. 我們將採用加入電子自旋效應修正過的BSC理論來研究在高磁場下相變附近的effective spin pair breaking第二類超導發生的現象.
超導體與半導體在高磁場下的物理性質
(2008)
儒森斯坦
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ROSENSTEIN BARUCH
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國立交通大學電子物理學系(所)
I. 超強磁場下高溫超導體的傳輸性質與磁性理論 1. 在無序渦漩物質的熱動理學性質和傳輸性質. 高溫超導體的渦旋晶格的表現控制許多超導體中的特性.理解這些特性對材料的商業應用和基礎研究都非常重要.瞭解無序與溫度擾動和渦漩物質的交互作用的強關連電子的物理不論在應用或純科學上都有很佔有很重要的地位。在過去很多年來我的研究群在LLL 近似區內建立了一個量化的理論來描述溫度效應在相變附近的物理現象，同時的解釋了高溫超導體如YBCO 和層狀結構的LaSCO。無序效應直到最近理論學家利用「replica method」才將將渦漩物質的理論發展到實際問題，此後我們才得以解釋無序-有序的相圖. 然而這些方法目前只侷限在靜態平衡系統上的討論,我計畫將針對動態和不可逆的現象包括玻璃態動力學和記憶效應.同時的尋找出玻璃態的相變臨界線和無定型及結晶態內不可逆的相變線.一般的統計力學上ergodic 的假設已不適用,複雜的動態學逼近法可用來應付動態系統在線性反應區的現象. 2. 渦漩物質結構相變渦漩物質相變理論是目前研究的課題之一.近年來,拜新的實驗技術如小角度的中子散射或更複雜的介子自旋旋轉技術所賜,渦旋物質的相變在實驗上被觀察到. Yeshurun 在Bar Ilan 的研究小組最近在高溫超導體LaSCO 的磁性曲線觀察到第二個峰值,我們認為這是晶格相變的現象. 我們將考慮兩種互補的近似法來研究溫度擾動和無序的影響對結構相變現象的效應, 一是由變異的Ginzburg –Landau 相變理論, 他考慮了四角型晶格渦漩間偶合的強度的旋轉不變性項.這一部分的研究主要是我博士班學生林佩真博士論文的主題.我們採用了LLL 和平均場的近似法來計算不同結構之系統的自由能.在另一個極限下,我們採用了London 理論, 這個近似法將渦漩考慮成為線狀的物質,這種物質的交互作用力如同d-wave 超導體是沒有旋轉對偁性,最早是由交大電物的楊宗哲教授所推倒出來的.這個異向性導致在強外場下為晶格呈現正方形的晶格,在低場下四邊形對偁姓被破壞而形成菱形的晶格.軟化的渦璇靠近相變線導致臨界電流上產生"peak effect",及突然的增大.我們利用自洽的harmonic approximation 的路徑積分考慮了溫度和無序效應的影響. 3. 第二類超導的磁束極限動力現象在過去幾年克服了材料和技術上的問題, 在第二類超導爆炸衝擊波實驗可以利用快閃雷射的脈衝來產生.穩定的磁束前波可以到達10-100 km/sec. 此外,波前有時候會產生樹脂狀的分支.我會用超導渦漩物質的流體動力學方程式來模擬分析這個現象.由於此一高速接近於破壞超導電流因此在波前部分窄區間會變成正常態,在前端的能量的損耗和流失到達穩定的終端速度.這個新的領域裡面的發展非常的我們的理論目前釋目前最能解釋這個爆炸衝擊波的三個主要理論之一. 4. 第二類超導的de Haas-van Alfven 效應近期發現的FFLO態在有機的準二維繫統的重費米子超導化合物如CeCoIn5, 重新興起了理論學家對自選與軌道交互作用力的在破壞Cooper對的興趣. 我們將採用加入電子自旋效應修正過的BSC理論來研究在高磁場下相變附近的effective spin pair breaking第二類超導發生的現象. II.強關聯電子在低維度的半導體系統 1. 低維度的電子氣體之玻璃態在半導體和無序金屬的理論目前已經知道在三維繫統由於無序所造成金屬絕緣相變是很普遍的行為,但在二維和一維繫統是不可能發生的.在之前的科學家認為1D 和2D 的金屬態是不存在的,即便是系統的雜質非常的稀少.然而,1995 年Kravchenko 發現這個金屬態存在特殊的半導體系統裡[high mobility Si MOSFET, GaAs/AlGaAs 異相性結構].因此金屬絕緣相變會發生在二維高移動性且低電子濃度的系統. 這個相當新奇的系統有即使在電子密度很低的情況下還是有著非常強的電子電子作用力,這意味著標準的Landau liquid 理論需要被修正來解釋這個出乎預料的結果. 如今世界上很多小組用不同的方法和從不同角度來研究金屬絕緣體相變, 但是一個圓滿的理論至今還沒有得到.到目前為止,很多令人驚奇的實驗數據顯示了這個奇特的結果.在熱力學有限溫度的相變中,溫度擾動控制了整個系統的臨界現象,在這裡這裡的臨界現象是由量子擾動所造成. 量子相變是由其他的參數如外加磁場,無序的強度或是帶電粒子的密度來調變的,而不是由溫度來控制.我會利用replica symmetry breaking, Keldysh formalism 和GW 近似法來建立低維度無序系統的電子玻璃態裡論. 2. 無序二維電子氣體在強磁場下量子擾動霍爾效應現象吸引了理論和實驗學家投入無序交互作用電子系統的動力學的研究. 一般來說在強磁場下因為Landau層的能隙變大,可以有效的採用LLL簡化問題. 這會有效的使有效維度衰減. Mobility edge 的解釋過簡化不能有效描述實驗發現,因此除了原先的Laughlin』s variational波函數近似法,它需要更多量化的理論來瞭解這些物理現象.然而多數的理論只考慮到線性反應. 最近非線性的I-V曲線揭露了值得注意的尺度特性和統一性.我將採用結合無序系統的replica 方法和動力學的方式來計算無序二維電子氣體系統在LLL區域內的IV特性曲線.這個發法和高溫超導渦漩物質的理論相似. 我將用數值分析模擬來解析電子結構物質的形成，如:有關」Wigner 晶格」的一些電子密度之臨界參數，決定量子態轉化的順序和它的 universality class，以及探查金屬相的特性。縱使在純淨的狀況，直到零度樣品仍能維持在液態，所以零度溫度是個臨界點。一般急速超冷的液體有玻璃態（glass）的性質，我將利用這臨界性，嚐試去建構玻璃態及存有斥力晶體融化的重整群體（Renormalization Group）理論。
超導體與單層碳在高磁場下的傳輸性質
(2010)
儒森斯坦
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ROSENSTEIN BARUCH
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國立交通大學電子物理學系（所）
超導體與單層碳在高磁場下的傳輸性質
(2009)
儒森斯坦
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ROSENSTEIN BARUCH
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國立交通大學電子物理學系(所)
超導體與單層碳在高磁場下的傳輸性質
(2011)
儒森斯坦
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ROSENSTEIN BARUCH
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國立交通大學電子物理學系（所）