光晶格中三维自旋-轨道耦合费米气体的热力学性质

作者：梁成功; 陈立; 王建明; 张云波^*

来源：山西大学学报(自然科学版), 2019, 42(04): 866-872.

DOI：10.13451/j.cnki.shanxi.univ(nat.sci.).2019.04.19.001

• 自旋-轨道耦合
• 超流
• 等温压缩系数
• 熵
• 光晶格

应用平均场理论研究了立方光晶格中三维自旋-轨道耦合费米气体的热力学性质。通过求解能隙方程和粒子数方程,讨论了自旋-轨道耦合对超流序参数、超流转变温度、等温压缩系数和热力学熵的影响,发现了不同于连续系统的反常行为。当平均占据数接近半满填充时,自旋-轨道耦合会抑制超流的形成,导致超流转变温度降低、等温压缩系数减小、热力学熵增大。这与在连续系统中自旋-轨道耦合总是促进超流的形成,导致超流转变温度升高、等温压缩系数增大、热力学熵减小的结论有明显不同。研究还发现在BCS(Bardeen-Cooper-Schrieffer)极限情况下,等温压缩系数跟态密度成正比,因而可通过测量等温压缩系数作为系统是否发生Mott绝缘相变的一个判据。此外,还发现在正常相熵随自旋-轨道耦合强度的变化规律跟超流相正好相反。

• 单位
  山西大学