Profil badawczy

11Główna działalność naukowa grupy badawczej Układy Kwantowe i Modelowanie związana jest z modelowaniem układów nano- i makro-skopowych przy dokładnym uwzględnieniu korelacji elektronowych. W szczególności, w obszarze zainteresowań grupy znajdują się nadprzewodniki wysokotemperaturowe na bazie miedzi, stałe fazy wodoru (molekularna i jej metalizacja), materiały ciężkofermionowe, nadprzewodniki organiczne oraz wybrane układy nanoskopowe (nanowarstwy, nanorurki, układ nanoring-kropka kwantowa, itp.). W ramach prowadzonych obliczeń analizie poddawana jest stabilność niekonwencjonalnych faz, takich jak faza nadprzewodząca, faza z uporządkowaniem ładunkowym, faza typu Fulde-Ferrella-Larkina-Owczynnikowa, koegzystencja nadprzewodnictwa i magnetyzmu, a także faza izolatora Motta i jej transformacja do stanu metalicznego. W celu uwzględnienia korelacji elektronowych stosuję się metody zrenormalizowanego pola średniego (RMFT), metodę diagramatycznego rozwinięcia funkcji falowej Gutzwillera (DE-GWF), metodę EDABI (Exact Diagonalization Ab Initio Approach) itp. Wymienione narzędzia pozwalają na wyznaczenie wielkości fizycznych charakteryzujących dany materiał lub układ (np. struktura elektronowa, wartość przerwy nadprzewodzącej, masy efektywnej, prędkości Fermiego, energii kondensacji), a także możliwość weryfikacji otrzymanych wyników z danymi eksperymentalnymi.

Kompetencje

  • Konstrukcja nowych oraz zastosowanie istniejących kwantowych modeli fizycznych do opisu niekonwencjonalnych faz zaindukowanych korelacjami elektronowymi w krystalicznych ciałach stałych (modele oparte o Hamiltonian Hubbarda, t-J, t-J-U i pokrewne).
  • Wykorzystanie zaawansowanych technik programistycznych do prowadzenia obliczeń numerycznych o wysokim stopniu złożoności.
  • Obliczenia z zasad pierwszych w oparciu o metodę EDABI (Exact Diagonalization Ab Initio Approach) i jej zastosowanie do układów nano- i makro-skopowych.
  • Obliczenia w oparciu o metodę diagramatycznego rozwinięcia funkcji falowej Gutzwillera (DE-GWF) dedykowane do układów silnie skorelowanych.
  • Obliczenia w oparciu o metodę zrenormalizowanego pola średniego (RMFT) pozwalające na uwzględnienie korelacji elektronowych.
  • Modelowanie układów nanoskopowych takich jak nanorurki, nanowarstwy, układ nanopierścień-kropka kwantowa, itp..

Kierownik

prof. dr. hab. Józef Spałek

Członkowie

dr Andrzej Biborski
dr inż. Michał Zegrodnik

 

Aparatura badawcza