Stark korrelierte Elektronenensysteme

Gitterstochastische Methode werden verwendet, um die Eigenschaften der stark korrelierten Elektronenensysteme der niedrigdimensionalen Geometrien zu erforschen.

Stark korrelierte Elektronensysteme

Geometrien mit stark korrelierten ElektronenDas Bild zeigt die verschiedene Geometrien in niedriger Dimension, in der stark korrelierte Elektronen vorkommen. Alle Geometrien basieren auf dem hexagonalen Gitter ("Wabe").
Copyright: Tom Luu

Wissenschaftler innerhalb von IAS-4 / IKP-3 verwenden gitterstochastische Methoden, die ursprünglich in der Gemeinschaft der Gittermessgeräte entwickelt wurden, um Phänomene aufgrund stark korrelierter Elektronen in niedrigdimensionalen Systemen zu untersuchen. Solche Systeme umfassen Graphenschichten, Graphen-Nanoröhren (GNTs), Graphen-Nanobänder (GNRs) und Fullerene (siehe beigefügte Abbildung). Die geringe Dimensionalität dieser Systeme verbessert die starke Wechselwirkungsdynamik und daher bieten gitterstochastische Methoden die ideale Wahl für die Simulation dieser Systeme. Die Fortschritte bei den Methoden, die durch die Anforderungen an die Gitter-QCD motiviert sind, führen zu genaueren Berechnungen für immer größere Systemgrößen in diesen Low-D-Systemen. Beispielsweise wurden von IAS-4 / IKP-3 durchgeführte Simulationen des Quantenphasenübergangs des 2-D-Hubbard-Modells auf einem Wabengitter auf den bislang größten Gittern erhalten, um die genaueste Bestimmung der kritischen Kopplung zu ermöglichen. Umgekehrt bieten diese Low-D-Systeme ein ideales Testfeld für neuartige algorithmische Entwicklungen, die eines Tages auf Gittermaß-Theorien angewendet werden könnten. Beispiele hierfür sind die Verwendung von Techniken des maschinellen Lernens, um das Vorzeichenproblem eines chemisch dotierten Systems zu lindern, ein Problem, das in gitterstochastischen Simulationen in allen Bereichen der Physik weit verbreitet ist.