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1D periodic chain

Concept

Niveau de Fermi

Le niveau de Fermi est une caractéristique propre à un système qui traduit la répartition des électrons dans ce système en fonction de la température. La notion de niveau de Fermi est utilisée en physique et en électronique, notamment dans le cadre du développement des composants semi-conducteurs. Concrètement, le niveau de Fermi est une fonction de la température mais il peut être considéré, en première approximation, comme une constante, laquelle équivaudrait alors au niveau de plus haute énergie occupé par les électrons du système à la température de .

Concept

Énergie de Fermi

L'énergie de Fermi, EF, en mécanique quantique, est l'énergie du plus haut état quantique occupé dans un système par des fermions à . Parfois, le terme est confondu avec le niveau de Fermi, qui décrit un sujet proche quoique différent, le niveau de Fermi représentant le potentiel chimique des fermions. Ces deux quantités sont les mêmes à , mais diffèrent pour toute autre température.

Concept

Surface de Fermi

En mécanique quantique et en physique de la matière condensée, la surface de Fermi est une limite abstraite utile pour prédire les caractéristiques électriques, magnétiques, etc. de matériaux, en particulier des métaux. La description de la surface de Fermi ne se fait pas dans le réseau cristallin réel, mais dans le réseau réciproque où l'énergie peut être directement exprimée en fonction de la quantité de mouvement. Le réseau réciproque est obtenu par une transformée de Fourier du réseau réel et est un outil indispensable pour la description des propriétés d'un solide en physique.

Concept

Gaz de Fermi

Un gaz de Fermi idéal est un état de la matière constitué d'un ensemble de nombreux fermions sans interaction. Les fermions sont des particules ayant un spin demi-entier (1/2, 3/2), comme les électrons, les protons et les neutrons ; la propriété essentielle des fermions est de ne pas pouvoir occuper en même temps le même état quantique, en raison du principe d'exclusion de Pauli.

Concept

Tight binding

In solid-state physics, the tight-binding model (or TB model) is an approach to the calculation of electronic band structure using an approximate set of wave functions based upon superposition of wave functions for isolated atoms located at each atomic site. The method is closely related to the LCAO method (linear combination of atomic orbitals method) used in chemistry. Tight-binding models are applied to a wide variety of solids.

Concept

Modèle de Hubbard

vignette|Modèle de Hubbard à deux dimensions. Le modèle de Hubbard est un modèle étudié en théorie de la matière condensée. Il décrit des fermions (généralement des électrons) sur un réseau (en général les atomes qui forment un solide), qui interagissent uniquement lorsqu'ils se trouvent sur le même site (c'est-à-dire sur le même atome). Ce modèle a été introduit en 1963 à peu près simultanément par , Martin C. Gutzwiller et Junjiro Kanamori. Il est parfois appelé modèle de Hubbard-Gutzwiller-Kanamori pour cette raison.

Publication

Thermoelectric power of overdoped Tl2201 crystals: charge density waves and T1 and T2 resistivities

Matthias Carsten Putzke

We report measurements of the in-plane thermoelectric power (TEP) for an overdoped (OD) crystal of the single layer cuprate superconductor Tl2Ba2CuO6+x (Tl2201) at several hole concentrations (p), from 300 or 400 K to below the superconducting transition t ...

Iop Publishing Ltd2024

Publication

Role of a higher-dimensional interaction in stabilizing charge density waves in quasi-one-dimensional NbSe3 revealed by angle-resolved photoemission spectroscopy

Helmuth Berger, Christophe Berthod

We revisit charge density wave (CDW) behavior in the archetypal quasi-one-dimensional (quasi-1D) material NbSe3 by high-resolution angle-resolved photoemission spectroscopy measurements utilizing a microfocused laser with a photon energy of 6.3 eV. We pres ...

2020

Publication

Weyl metallic state induced by helical magnetic order

Henrik Moodysson Rønnow, Ivica Zivkovic, Jan Hugo Dil, Jian Rui Soh, Xupeng Yang

In the rapidly expanding field of topological materials there is growing interest in systems whose topological electronic band features can be induced or controlled by magnetism. Magnetic Weyl semimetals, which contain linear band crossings near the Fermi ...

Nature Portfolio2024

Publication

Type-I antiferromagnetic Weyl semimetal InMnTi2

Nicola Marzari, Luca Binci, Davide Grassano

Topological materials have been a main focus of studies in the past decade due to their protected properties that can be exploited for the fabrication of new devices. Among them, Weyl semimetals are a class of topological semimetals with nontrivial linear ...

Amer Physical Soc2024

Publication

Automated all-functionals infrared and Raman spectra

Nicola Marzari, Lorenzo Bastonero

Infrared and Raman spectroscopies are ubiquitous techniques employed in many experimental laboratories, thanks to their fast and non-destructive nature able to capture materials' features as spectroscopic fingerprints. Nevertheless, these measurements freq ...

Nature Portfolio2024

Publication

Tensor network investigation of the hard-square model

Frédéric Mila, Samuel Louis Nyckees

Using the corner-transfer matrix renormalization group to contract the tensor network that describes its partition function, we investigate the nature of the phase transitions of the hard-square model, one of the exactly solved models of statistical physic ...

AMER PHYSICAL SOC2022

Publication

Fermi energy determination for advanced smearing techniques

Nicola Marzari, Flaviano José Dos Santos

Smearing techniques are widely used in first-principles calculations of metallic and magnetic materials where they improve the accuracy of Brillouin-zone sampling and lessen the impact of level-crossing instabilities. Smearing introduces a fictitious elect ...

AMER PHYSICAL SOC2023

Publication

Dataset to accompany publication "Quantum-mechanical effects in photoluminescence from thin crystalline gold films"

Giulia Tagliabue, Alan Richard Bowman, Fateme Kiani Shahvandi, Theodoros Tsoulos

This dataset accompanies the publication "Quantum-mechanical effects in photoluminescence from thin crystalline gold films" published in Light: Science & Applications (https://doi.org/10.1038/s41377-024-01408-2). The data can be used to reproduce plots 1-4 ...

Zenodo2024

Publication

Absolute energy levels of liquid water from many-body perturbation theory with effective vertex corrections

Alfredo Pasquarello, Thomas Bischoff, Aleksei Tal

We demonstrate the importance of addressing the F vertex and thus going beyond the GW approximation for achieving the energy levels of liquid water in manybody perturbation theory. In particular, we consider an effective vertex function in both the polariz ...

National Academy of Sciences2024

Publication

Realization of Organocerium-Based Fullerene Molecular Materials Showing Mott Insulator-Type Behavior

Pragati Pandey, Xiaoyu Wang

Electron-rich organocerium complexes (C5Me4H)(3)Ce and [(C5Me5)(2)Ce(ortho-oxa)], with redox potentials E-1/2 = -0.82 V and E-1/2 = -0.86 V versus Fc/Fc(+), respectively, were reacted with fullerene (C-60) in different stoichiometries to obtain molecular m ...

Amer Chemical Soc2024

Publication

Electronic structure and lattice dynamics of 1T-VSe2:Origin of the three-dimensional charge density wave

Lorenzo Monacelli, Ji Dai

To characterize in detail the charge density wave (CDW) transition of 1T-VSe2, its electronic structure and lattice dynamics are comprehensively studied by means of x-ray diffraction, muon spectroscopy, angle resolved photoemission (ARPES), diffuse and ine ...

Amer Physical Soc2024

Publication

Machine-learning the electronic density of states: electronic properties without quantum mechanics

Chiheb Ben Mahmoud

The electronic density of states (DOS) quantifies the distribution of the energy levels that can be occupied by electrons in a quasiparticle picture and is central to modern electronic structure theory. It also underpins the computation and interpretation ...

EPFL2023

Publication

Quantum-mechanical effects in photoluminescence from thin crystalline gold films

Giulia Tagliabue, Alan Richard Bowman, Fateme Kiani Shahvandi, Theodoros Tsoulos

Luminescence constitutes a unique source of insight into hot carrier processes in metals, including those in plasmonic nanostructures used for sensing and energy applications. However, being weak in nature, metal luminescence remains poorly understood, its ...

2024

Publication

Magnetic orderings and electronic structure of complex oxides from advanced Hubbard functionals

Luca Binci

Transition metal oxides represent a class of materials displaying very unusual electronic, structural and magnetic properties. They are extremely interesting, both from a technological and fundamental point of view. The most important characteristic of the ...

EPFL2023