受磁场影响的相互作用布洛赫电子理论

我们研究了在周期势垒中受均匀磁场 ${\bf B}$ 作用且考虑了自旋轨道相互作用的相互作用电子问题。我们首先建立了相对于零场布洛赫态的扰动展开。我们发现，该展开可以基于满足动量守恒和能量守恒定律的零场费曼图来进行。由此我们阐明了有限磁场下自能和热力学势的结构。我们还提供了一种在密度泛函理论中计算有限磁场下电子能带结构的方法，起点是零场能带结构。基于这些公式，我们推导了在各种相互作用近似级别（特别是密度泛函理论）下，${\bf B}\to{\bf 0}$ 时磁化不确定性的显式表达式，其中包括罗特(Roth)[J. Phys. Chem. Solids {\bf 23} (1962) 433] 的非相互作用极限结果。我们最终通过研究金属中的 de Haas-van Alphen 振荡，表明具有费米能级处的准粒子有效质量在该现象中是直接相关的。本论文的论证比 Luttinger [Phys. Rev. {\bf 121} (1961) 1251] 采用规范不变性的方法更为直观，并且具有将能带结构随场的变化纳入其中这一优势。