近藤格点系统中的自旋轨道耦合和拓扑量子态

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11474082
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2014.凝聚态物理新兴与交叉领域
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Spin-orbit coupling has attracted intensive interests in understading the formation of macroscopic quantum phases emergent from 5d-compounds or correlated electron materials, but the physical effects driven by the spin-orbit coupling coming from itinerant electrons in 4f-electron-contained compounds is a till an unexplored new topic. Recent experiments have discovered complicated yet robust surface states in the Kondo insulating SmB6 compound. The observation strongly indicate that a topological non-trivial Kondo screened singlet state, as well as other novel spin-orbit-coupling-related quantum states, could be stabilized in reality in heavy fermion compounds. In this Project, we will investigate, in a systematical manner, the formation and evolution of such Kondo state, and the corresponding electronic structure and topological property in a class of 5d-4f systems. Our studies will be framed on the microscopic many-electron model Hamiltonians and effective quantum field theories and renormalization group methods will be ultilized. We will distinct two kinds of spin-orbit couplings: the one is due to the 5d electrons, another is due to the 4f electrons. We will focus on the evolution of the Kondo screened singled state with varying RKKY interaction or frustrations, and the resulting competing magnetic or superconducting ordered states due to symmetry breakings. Our special attentions will be paied to the interply between spin-orbit coupling and Kondo effect, and their influences on the formations of novel quantum phases as well as topological orders. We will also clarify several intriguing basic theoretical issues related to Kondo screening or Kondo entanglement. We expect that our theoretical studies can not only explain the relevant observations in heavy fermion compounds but also motivate new experiments along this direction.
由相对论效应导致的自旋轨道耦合对重元素(如5d电子)及关联电子体系中宏观量子态的影响正在引起人们的关注,而巡游电子自旋轨道耦合在4f电子化合物中产生的物理效应则是一个全新课题。最近实验上观测到近藤绝缘体SmB6中复杂的表面态,预示重费米子化合物可能出现与自旋轨道耦合有关的拓扑非平凡近藤屏蔽单态以及其它有趣的奇特量子态。本项目拟从多电子微观模型出发,以有效量子场论和重整化群方法为主要手段,系统性地研究5d-4f近藤格点体系中自旋轨道耦合对近藤效应和电子结构拓扑性质的影响。我们将考察源于5d电子和4f电子不同自旋轨道耦合所带来的区别,重点研究近藤屏蔽态随RKKY相互作用或量子阻挫的演化规律,探索该体系中对称性破缺导致磁性或超导态的形成机理。这些研究有望揭示关联电子体系中自旋轨道耦合对奇特量子态和拓扑序形成的具体作用,澄清与近藤屏蔽相联系的一些理论问题,解释或预言相关实验中的重要物理现象。

结项摘要

本项目《近藤格点系统中的自旋轨道耦合和拓扑量子态》以自旋轨道耦合和电子关联效应引起的宏观量子态为目标,研究以f-电子系统为代表的、也包括其它d-电子系统或巡游电子系统中可能出现与自旋轨道耦合有关的拓扑非平凡量子态。在项目实施过程中我们基本按照这些目标执行了主要研究内容,其中理论研究从多电子微观模型出发,结合材料的第一性原理计算,同时我们注重和实验研究紧密结合,重点对自旋轨道耦合、近藤屏蔽效应、电子结构拓扑性质等问题开展研究,并试图理解这些体系中呈现的一些奇特量子输运行为, 如超导、半金属性、巨磁阻、量子震荡等等。其中的一些问题是在原定计划的基础上,根据这一领域最新发展而提出并加以研究的。其中的一些研究揭示关联电子体系中自旋轨道耦合对奇特量子态和拓扑序形成的具体作用,解释或预言相关实验中的重要物理现象。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Electronic structures of transition metal dipnictides XPn2 (X = Ta, Nb; Pn = P, As, Sb)
过渡金属二镍化物 XPn2 的电子结构 (X = Ta, Nb; Pn = P, As, Sb)
  • DOI:
    10.1103/physrevb.93.195106
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Physical Review B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Chenchao Xu;Jia Chen;Guo-Xiang Zhi;Yuke Li;Jianhui Dai;Chao Cao
  • 通讯作者:
    Chao Cao
Large magnetoresistance and superconductivity in α-gallium single crystals
α-镓单晶的大磁阻和超导性
  • DOI:
    10.1038/s41535-018-0114-3
  • 发表时间:
    2018-08
  • 期刊:
    npj Quantum Materials
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Bin Chen;Xu Duan;Hangdong Wang;Jianhua Du;Yuxing Zhou;Chunqiang Xu;Yukun Zhang;Liyao Zhang;Meng Wei;Zhengcai Xia;Chao Cao;Jianhui Dai;Minghu Fang;Jinhu Yang
  • 通讯作者:
    Jinhu Yang
Exploring frontiers of quantum materials and low-dimensional structures using the computational approach
使用计算方法探索量子材料和低维结构的前沿
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Supplement to Science: Hangzhou Normal University: Serving China through world-class rearch and educ
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiao-Yong Feng;Jianhui Dai;Yi Ding;Chao Cao
  • 通讯作者:
    Chao Cao
Heavy surface state in a possible topological Kondo insulator: Magnetothermoelectric transport on the (011) plane of SmB6
可能的拓扑近藤绝缘体中的重表面态:SmB6 (011) 平面上的磁热电输运
  • DOI:
    10.1103/physrevb.91.075130
  • 发表时间:
    2015-02-25
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Luo, Yongkang;Chen, Hua;Thompson, J. D.
  • 通讯作者:
    Thompson, J. D.
Formation of Molecular-Orbital Bands in a Twisted Hubbard Tube:
扭曲哈伯德管中分子轨道带的形成:
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.115.227001
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Physical Review Letters
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Hanting Zhong;Xiao-Yong Feng;Hua Chen;Jianhui Dai
  • 通讯作者:
    Jianhui Dai

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其他文献

蒜头果种子中水溶性蛋白的提取及其抗氧化性
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  • 发表时间:
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  • 作者:
    袁燕;李彬;刘晓芳;戴建辉
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    戴建辉
荧光法测定蒜头果蛋白中Trp的含量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    云南民族大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    戴建辉;陈磊;钱吉花;殷兆福
  • 通讯作者:
    殷兆福
TiO2-NB/pg-C3N4可见光催化降解17α-乙炔雌二醇的机理研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国环境科学
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  • 作者:
    罗利军;孟德树;戴建辉;李俊红;郑丽波;夏丽红;蒋峰芝
  • 通讯作者:
    蒋峰芝
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    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    云南民族大学学报(自然科学版)
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    --
  • 作者:
    孙静贤;戴建辉;刘晓芳;黄相中
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    黄相中
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    物理化学学报
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    --
  • 作者:
    尚学府;陶向明;陈文斌;谭明秋;戴建辉;陈鑫
  • 通讯作者:
    陈鑫

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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