Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả mới
mà tôi công bố trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.
Hà Nội, ngày 25 tháng 9 năm 2019.
Tác giả: Nguyễn Văn Hinh
Lời cám ơn
Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Trí Lân, người thầy đầu tiên tiếp
nhận tôi, đã luôn quan tâm sát sao, cùng tôi thực hiện các ý tưởng và giúp đỡ tôi rất
nhiều trong quá trình làm NCS. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến GS. TS. Nguyễn
Toàn Thắng, người thầy thứ hai tiếp nhận và chỉ hướng cho tôi để định hình mục tiêu
nghiên cứu trong luận án, đồng thời là giáo viên hướng dẫn luận án.
Tiếp theo, tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo và lãnh đạo Học viện
Khoa học và Công nghệ, bộ môn Vật lý lý thuyết – Vật lý toán của Viện Vật Lý đã
tạo mọi điều kiện học tập, nghiên cứu cho tôi trong quá trình làm NCS. Tôi cũng chân
thành cảm ơn ban Giám hiệu, các đồng nghiệp của khoa Khoa học cơ bản, trường Đại
học Công nghiệp Hà Nội đã giúp đỡ tôi rất nhiều về vật chất và tinh thần trong thời
gian tôi làm NCS.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể gia đình, bạn bè luôn đồng hành, động
viên và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình theo đuổi và thực hiện ước mơ của
mình.
Danh mục các chữ viết tắt
GL(Ginzburg-Landau) :Ginzburg-Landau
HS (Hubbard-Stratonovich) :Hubbard-Stratonovich
BCS (Bardeen-Cooper-Schrieffer) :Bardeen-Cooper-Schrieffer
HFB (Hatree-Fock-Bogoliubov) :Hatree-Fock-Bogoliubov
SC (Superconductivity) :Siêu dẫn
FM (Ferromagnetism) :Sắt từ
AFM (Antiferromagnetism) :Phản sắt từ
PM (Paramagneticsm) :Thuận từ
N (Normal) :Dẫn thường
SDW (Spin-density-wave) :Sóng mật độ spin
CDW (Charge-density-wave) :Sóng mật độ điện tích
Danh sách hình vẽ
1.1. Giản đồ pha của UGe2xác định bởi các số đo độ từ hóa dưới áp suất.
Tclà nhiệt độ Curie và Txxác định nơi chuyển pha giữa hai pha sắt từ
FM1 và FM2 có độ phân cực từ khác nhau. Tsc là nhiệt độ chuyển pha
siêudẫn[85,38]. .............................. 7
1.2. Giản đồ pha P−Tcủa CeRhIn5với các pha phản sắt từ (kí hiệu AFM,
vùng màu xanh) và siêu dẫn (kí hiệu SC, vùng màu vàng) được xác định
từ số đo nhiệt dung riêng khi không có từ trường ngoài. Khi Tc< TNcó
tồn tại một pha đồng tồn tại AFM+SC. Khí Tc> TNtrật tự phản sắt
từ đột ngột biến mất [92, 32]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3. Hiệu ứng hút của hai điện tử do bởi sự trao đổi phonon [42] . . . . . . 29
1.4. Phổ chuẩn hạt. Khe năng lượng được quan sát giữa trạng thái siêu dẫn
(ở đỉnh) và trạng thái dẫn thường (ở đáy) sinh ra tham số trật tự của
hệ[42]..................................... 34
1.5. “Tính đối xứng bị phá vỡ”. Sự tiến triển của trật tự kết tinh bên trong
một giọt nước hình cầu dẫn tới sự hình thành một bông tuyết, làm giảm
tính đối xứng từ đối xứng cầu tới đối xứng sáu nếp gấp [21]. . . . . . . 42
1.6. (a) Trong một kim loại thường, không có trật tự tầm xa. (b) Bên dưới
nhiệt độ Curie TCcủa một sắt từ, các spin điện tử sắp hàng để tiến
triển một tham số trật tự sắt từ. Kết quả là kim loại có một moment từ
hữu hạn. (c) Bên dưới nhiệt độ chuyển pha của một siêu dẫn, các điện
tử kết cặp với nhau tiến triển một tham số trật tự siêu dẫn. Kết quả là
kim loại biểu hiện hiệu ứng Meissner, đẩy từ trường ra khỏi bên trong
lòngnó[21].................................. 43
1.7. (a) Năng lượng tự do Landau F(ψ)như là một hàm của nhiệt độ đối
với một tham số trật tự Ising. Các đường cong được dịch chuyển thẳng
đứng. (b) Tham số trật tự ψnhư là một hàm của nhiệt độ đối với một
trường hữu hạn h > 0và một trường rất nhỏ h= 0+[21]. . . . . . . . . 45
1.8. Giản đồ pha trong một trường ngoài. Một đường bậc nhất kéo dài dọc
theo trục trường ngoài bằng không, h= 0 đến điểm tới hạn. Tham số
trật tự cân bằng đổi dấu khi vượt qua đường ranh giới pha này. (a) Đồ
thị ba chiều cho thấy sự gián đoạn theo tham số trật tự như một hàm
của trường ψ. (b) Đường ranh giới pha hai chiều cho thấy là đường bậc
nhất[21]. .................................. 46
Danh sách hình vẽ
1.9. Sự phụ thuộc của năng lượng tự do vào tham số trật tự đối với (a) tham
số trật tự Ising ψ=ψ1, cho thấy hai cực tiểu cùng mức năng lượng và
(b) tham số trật tự phức ψ=ψ1+iψ2=|ψ|eiφ, ở đó năng lượng tự
do Landau hình thành một “thế mũ Mexican” trong đó cực tiểu năng
lượng tự do hình thành một vành các trạng thái có năng lượng bằng
nhau phụ thuộc vào pha φcủa tham số trật tự đồng đều [21]. . . . . . 48
1.10. Nghiệm sóng đơn của các phương trình GL. (a) Sự tiến hóa của ψtrong
một chiều tương đương với một hạt ở vị trí ψ, chuyển động trong một
thế năng nghịch đảo V[ψ] = −fL[ψ]. Một sóng đơn tương đương với
một “sự nảy” giữa các cực đại ở ψ=±ψ0của V[ψ]. (b) Đường mà hạt
mô tả sự phát triển theo thời gian “t”≡xxác định sự phụ thuộc không
gian của tham số trật tự ψ[x][21]. .................... 51
3.1. Các lựa chọn khác nhau cho phép biến đổi Hubbard-Stratonovich để tách
cặp số hạng tương tác hai hạt tổng quát. Hình bên trái: tách cặp theo
kênh “mật độ”; hình giữa: tách cặp theo kênh “kết cặp” hoặc “Cooper”;
hình bên phải: tách cặp theo kênh “trao đổi”. . . . . . . . . . . . . . . 91
4.1. Một minh họa về giản đồ T−Pcủa UGe2được tính cho Ts= 0,
Tf0= 52K,Pc= 1.6GP a,γ/κ = 0.1089,δ/κ = 0.1867. Miền pha FS
được làm đậm. Đường nét liền biểu thị đường chuyển pha loại hai FM-FS. 134
4.2. Giản đồ pha trong mặt phẳng (t, r)khi γ= 0.49, δ = 0.84 ....... 136