場論在凝態系統應用之研究

目前已發表的論文有: B. Rosenstein, H. C. Kao, and M. Lewkowicz, 2017, “Nonlocal electrodynamics in Weyl semimetals,” Phys. Rev. B 95, 085148 (2017). (SCI) J.F. Wang, D.P. Li, H.C. Kao, and B. Rosenstein, “Covariant gaussian approximation in Ginzburg - Landau model,” Annals of Physics, 380, 228-254 (2017). (SCI) 說明如下: 第1篇論文是我和Rosenstein及Lewkowicz教授一起合作完成。在這篇論文中，我們將前一篇論文“Long-range electron-electron interactions in graphene make its electrodynamics nonlocal,”的想法應用到3D Weyl semi-metal(WSM)。同樣的透過 及 correlator的計算，我們發現由於電子間的交互作用，3D WSM系統中的縱向及橫向電導會有不同的二階修正。這個系統和石墨烯一樣 及 correlator在長波極限下會有非解析性，這是造成這兩個系統中縱向及橫向電導修正差異的最主要原因。由於縱向及橫向電導不同，一般的材料中的Ohm's law將無法適用於這類材料，因此會帶來一些傳輸及光學響應上比較特殊的效應，例如直流傳輸會有充電效應。此外水平極化(p-polarized)的電磁波除了會在3D WSM激發一般的橫波外，也會激發出縱波。另一個特別的現象是，在某個特定的入射角時，入射到3D WSM的電磁波只會有穿透或被吸收的部分，而完全沒有反射的部分，這有一點像一般介質的Brewster angle。我們在論文中提出了可能的實驗來驗證我們理論預測的結果。 第2篇論文是我和Rosenstein教授及北大物理學院的李定平教授及博士生王江帆一起合作完成。我們將Covariant gaussian approximation (CGA)應用在三維的GL模型，並將結果與Monte Carlo數值模擬及實驗數據比較，我們發現吻合的程度比起一般的高斯近似有大幅的改善。由於CGA是一個應用範圍很廣的方法，我們未來將會把這個方法廣泛應用到各種新穎材料的研究中。