理论与计算物理中第一性原理方法面临的挑战：多电子系统中的多重激发与碳纳米管中的 Aharonov-Bohm 效应
强关联电子
2012-08-14 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
本论文第一部分将描述吸收谱中的双重激发。双重激发是相互作用系统特有的一种效应，在非相互作用系统中没有对应现象。系统的光吸收谱是通过光照获得的。在微观层面，光子撞击处于基态的电子并改变其构型。若光源强度不大，此过程可用线性响应理论描述；即仅涉及“单光子”过程，每次仅影响一个电子。相互作用正是在此处介入：被撞击的电子与其他电子相关联，从而引发其他过程，其中之一便是多重激发的出现。论文第二部分聚焦于应用更标准的技术来描述碳纳米管 (CNTs)。我们特别关注磁场对 CNTs 的影响。CNTs 是由碳原子组成的准一维系统，发现于 1952 年。在磁场作用下，离域于圆柱面上的电子表现出一种称为 Aharonov-Bohm 效应的特殊行为。Aharonov-Bohm 效应是一种纯粹的量子力学效应，在经典物理中没有对应物。在 CNTs 中，Aharonov-Bohm 效应会改变电子能隙，因此可用于调控电子性质。尽管文献中已有能够解释该过程的模型，但在本工作中我们将“从头算”(ab-initio) 地描述磁场效应。在描述 CNTs 时，我们将使用标准近似，其精度和普适性远优于基于模型系统的唯象描述中所引入的任何近似。
引用
@article{arxiv.1208.2529,
title = {Challenges for first-principles methods in theoretical and computational physics: multiple excitations in many-electrons systems and the Aharonov-Bohm effect in carbon nanotubes},
author = {D. Sangalli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1208.2529},
year = {2012}
}
备注
PhD thesis. http://phd.fisica.unimi.it