Consistentie brengen in methoden voor 2D-materiaalanalyse

In de materiaalkunde verwijst de term ‘2D-materialen’ naar kristallijne vaste stoffen die bestaan ​​uit een enkele laag atomen, met als bekendste voorbeeld grafeen – een materiaal gemaakt van een enkele laag koolstofatomen. Deze materialen zijn veelbelovend voor een breed scala aan toepassingen, waaronder in geavanceerde elektronica en kwantumcomputers, dankzij hun unieke kwantumeigenschappen.

Een van de meest veelbelovende methoden voor het onderzoeken van deze materialen, en in het bijzonder hun temperatuurinstabiliteiten, en voor het onderzoeken van kwantum veel-lichaamsverschijnselen is de functionele renormalisatiegroep (FRG). Maar ondanks aanzienlijke inspanningen bestaat er geen systematische en alomvattende samenhang voor verschillende FRG-implementaties van momentumruimte.

Een nieuw artikel gepubliceerd in EPJ B en geschreven door Jacob Beyer, Institute for Theoretical Solid State Physics, RWTH Aachen University, Duitsland, samen met Jonas B. Hauck, en Lennart Klebl van het Institute for Theory of Statistical Physics van de universiteit, legt een mogelijke basis voor het bereiken van consistentie tussen BRD-methoden.

Om dit te doen, analyseerde het team drie verschillende onafhankelijk ontwikkelde BRD-codes en bereikte een ongekend niveau van overeenstemming tussen deze implementaties. Ze leggen ook een exacte procedure uit die andere onderzoekers kunnen volgen om tot een vergelijkbare analyse te komen.

De auteurs van het artikel wijzen erop dat hoewel een gebrek aan samenhang op dit gebied de publicatie van relevante wetenschappelijke resultaten niet heeft verhinderd, een gevestigde wederzijdse overeenstemming tussen de BRD-realisaties het vertrouwen in de methode zal versterken.

De onderzoekers zagen dit als een eerste stap naar een gedeelde kennisbank en gemotiveerd door mogelijke toepassing op sterk gecorreleerde toestanden in tweedimensionale materialen. De onderzoekers onderbouwden de reproduceerbaarheid van hun berekeningen door de in de literatuur gerapporteerde pijler FRG-resultaten te onderzoeken.

Dit stelde het team in staat om de implementatie van hun methode te verifiëren aan de hand van vastgestelde resultaten voor FRG-berekeningen voor momentumruimte.

Het team werkt momenteel aan het combineren van hun codes onder een enkele, veelzijdige “gemeenschapscode” met een gepolijste, gemeenschappelijke, gebruiksvriendelijke interface die beschikbaar zal zijn voor alle BRD-onderzoekers en voor anderen die geïnteresseerd zijn in het onderzoeken van veellichamenproblemen in de natuurkunde .