项目名称： 4d/5d过渡元素化合物中的多极矩序参量和新奇磁相变
申请人： 徐刚
依托单位： 华中科技大学
项目经费： 50万元
项目简介：
近年来，随着对4d、5d金属化合物的研究，人们越来越意识到自旋轨道耦合在这些材料的物性表达和相变过程中起到了非常重要的作用。国际上对于多极矩的理论和实验研究都是刚刚起步。相关理论研究和理论模型的建立对于人们理解4d和5d化合物中的新奇物性和量子磁性相变具有重要指导作用，是一个在基础物理和技术应用两方面均具有重要意义的前沿研究领域。
本项目旨在推导出一套含有自旋轨道耦合的关联电子理论，推导出立方对称性下全部多极矩序参量的微观形式，并从微观模型出发，利用对称性分析推导出朗道-金兹堡唯象模型。基于理论模型，发展一套从第一性原理计算出发快速确定磁相变的计算方法——结合无规相近似的响应函数发散理论，此方法能快速准确地从计算结果中找出所有可能的磁构型和多极矩序参量。集中研究RuCl3、Cd2Re2O7和LiOsO3等潜在的多极矩材料，确认这些材料中传统偶极矩所不能解释的新奇现象与多极矩序参量之间的物理机制，加深对4d、5d金属化合物奇异物性和相变的理解，指导实验对其多极矩序参量和物性进行调控研究。
预期研究成果包含通过基本理论推导和多极矩材料相关物性和相变的理论计算，加深对多极矩理论方向的认识和把握，开辟凝聚态物理中关于4d和5d过渡金属化合物的一个新的研究方向。预期在强关联电子领域发表4篇以上SCI论文，争取1篇国际顶级期刊，并取得一些国际一流的原创性成果。项目负责人将于2019年底、2020年底、2021年底在学校“强磁场科学与技术研讨会”上做主题报告，主动寻求与实验组的合作，推动学校在强磁场物理方向的发展。
