Κβαντικές Καταστάσεις Τάξεως Στις Διεπιφάνειες Latio3/srtio3, Lavo3/srtio3 Και Laalo3/srtio3

Abstract

Έχει αποδειχθεί από την ομάδα του Ε.Μ.Π. στο παρελθόν ότι οι κβαντικές καταστάσεις τάξεως ενός υγρού Fermi όταν συνυπάρχουν επιβάλλουν και πρόσθετες συγκεκριμένες καταστάσεις τάξεως. Όλες μαζί οι φάσεις εμφανίζονται σε περιοχές κοντά σε κβαντικά κρίσιμα σημεία διαφόρων υλικών ισχυρά συσχετισμένων ηλεκτρονίων. Στα πλαίσια της διατριβής του ο κύριος Γ. Λιβανάς εξετάζει την επιβολή της συνύπαρξης φάσεων σε διεπιφάνειες και ετεροδομές διεπαφών προσομοιώνοντας στον πραγματικό χώρο και στις δύο διαστάσεις με τη μέθοδο Bogoliubov-deGennes μοντέλα Hubbard εκτεταμένα τα οποία με κατάλληλα επιλεγμένες παραμέτρους αναπαράγουν τις επιθυμητές παραμέτρους. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η επέκταση στις τρεις διαστάσεις της μεθόδου του κυρίου Λιβανά σε διεπαφές κατά τις (0,0,1) και (1,0,0) διευθύνσεις φυλλοειδών συστημάτων αλλά και σε διαγώνιες διεπαφές κατά την (1,1,0) για τη μελέτη διεπαφών που εμπλέκουν κύματα πυκνότητας σπιν (SDW), κύματα πυκνότητας φορτίου(CDW) και σιδηρομαγνητισμό (FM). Επιπλέον επέκταση θα μας επιτρέψει την προσομοίωση περισσότερων της μιας διεπαφών ώστε να μπορέσουμε να μελετήσουμε περισσότερο περίπλοκες ετεροδομές. Αποδεικνύεται ότι πράγματι. όπως αναμένεται, η συνύπαρξηοποιουδήποτε ζεύγους αυτών των δύο παραμέτρων τάξεως στη διεπιφάνεια επιβάλλει και την παρουσία της τρίτης παραμέτρου στην περιοχή. Επιπλέον, θα μελετηθεί η σταθεροποίηση ή η εξαφάνιση της φάσης του SDW κάτω από διάφορες συνθήκες. Το παράδειγμα εμφάνισης μεταλλικού σιδηρομαγνητισμού στη διεπαφή ανάμεσα σε μονωτές CDW και SDW εξετάζεται σε σχέση με αντίστοιχα πειραματικά αποτελέσματα σε διεπαφές LaTiO3/SrTiO3, LaVO3/SrTiO3 και LaAlO3/SrTiO3. Δίνουμε μια εναλλακτική ερμηνεία του φαινομένου της εμφάνισης διδιάστατου αερίου ηλεκτρονίων στη διεπιφάνεια των μονωτών αυτών. Η κατάλληλη προσαρμογή των παραμέτρων οδηγεί στην ύπαρξη ή μηενός κατωφλίου στον αριθμό των επιπέδων των υλικών που δημιουργούν τη διεπαφή, ώστε να εμφανισθεί η συνύπαρξη που μελετάται σε συμφωνία με τα πρόσφατα πειραματικά αποτελέσματα. Μελέτη διαγώνιων διεπαφών κατά την (1,1,0) αποδεικνύουν ότι το φαινόμενο εξακολουθεί να υπάρχει και σε αυτή τη διεύθυνση επεξηγώντας πειραματικά αποτελέσματα που άλλες ερμηνείες οι οποίες έχουν μέχρι στιγμής προταθεί αδυνατούν. Διαγώνιες διεπαφές ανάμεσα σε υπεραγώγιμες και μαγνητικές καταστάσεις έδωσαν επίσης αναμενώμενα αποτελέσματα επιβεβαιώνοντας την ορθότητα των αριθμητικών υπολογισμών.