Andersonov prechod kov-izolant v neusporiadaných systémoch Peter Markoš Fyzikálny ústav SAV 11. január 2004 Typeset by FoilTEX

Podobné dokumenty
Lokalizácia Peter Markoš Fyzikálny ústav SAV Katedra fyziky FEI STU Abstract Pri nízkych teplotách sa elektróny správajú ako kvantové častice. Preto s

Numerické riešenie všeobecnej (klasickej) DMPK rovnice.

Vlny v nehomogénnom prostredí - (Inauguracná prednáška)

Pocítacové modelovanie - Šírenie vln v nehomogénnom prostredí - FDTD

Model tesnej väzby (TBH) Peter Markoš, KF FEI STU April 21, 2008 Typeset by FoilTEX

Vybrané kapitoly zo štatistickej fyziky - domáce úlohy Michal Koval 19. mája 2015 Domáca úloha č. 1 (pochádza z: [3]) Systém pozos

Bariéra, rezonančné tunelovanie Peter Markoš, KF FEI STU February 25, 2008 Typeset by FoilTEX

Pokrocilé programovanie II - Nelineárne iteracné schémy, chaos, fraktály

Klasické a kvantové vĺny na rozhraniach. Peter Markoš, KF FEI STU April 14, 2008 Typeset by FoilTEX

PowerPoint Presentation

trafo

Pokrocilé programovanie XI - Diagonalizácia matíc

Preco kocka stací? - o tom, ako sú rozdelené vlastné hodnoty laplasiánu v limite, ked sú velké

Paralelné algoritmy, cast c. 2

Snímka 1

L avoruké materiály Peter Markoš, FÚ SAV 25 február 2004 Abstract Porozprávam o niektorých EM vlastnostiach l avorukých materiálov: elektrodynamika s

Diracova rovnica

Základné stochastické procesy vo financiách

Snímka 1

Metódy dokazovanie v matematike 1 Základné pojmy Matematika exaktná veda vybudovaná DEDUKTÍVNE ZÁKLADNÉ POJMY základy každej matematickej teórie sú in

Urýchľovačová fyzika (letný semester 2014) vyučujúci: M.Gintner, I.Melo prednáška: 2 hod/týždeň cvičenie: 2 hod/týždeň odporúčaná literatúra: M. Bomba

Axióma výberu

Vypracované úlohy z Panorámy z fyziky II Autor: Martin Brakl UČO: Dátum:

Microsoft PowerPoint - Paschenov zakon [Read-Only] [Compatibility Mode]

4. Pravidlo ret azenia. Často sa stretávame so skupinami premenných, ktoré zložitým spôsobom závisia od iných skupín premenných. Pravidlo ret azenia p

Prenosový kanál a jeho kapacita

WP summary

Jednotkový koreň (unit root), diferencovanie časového radu, unit root testy Beáta Stehlíková Časové rady, FMFI UK, 2011/2012 Jednotkový koreň(unit roo

Analýza sociálnych sietí Geografická lokalizácia krajín EU

SRPkapitola06_v1.docx

Biharmonická rovnica - ciže co spôsobí pridanie jedného laplasiánu

III. Diferenciálny počet funkcie viac premenných (Prezentácia k prednáškam, čast B) Matematická analýza IV (ÚMV/MAN2d/10) RNDr. Lenka Halčinová, PhD.

Operačná analýza 2

VZTAH STUDENTŮ VŠ K DISCIPLÍNÁM TEORETICKÉ INFORMATIKY

Analýza hlavných komponentov

Kolmogorovská zložitost

Monday 25 th February, 2013, 11:54 Rozmerová analýza M. Gintner 1.1 Rozmerová analýza ako a prečo to funguje Skúsenost nás učí, že náš svet je poznate

Paralelné algoritmy, cast c. 3

Microsoft Word - Transparencies03.doc

O možnosti riešenia deformácie zemského povrchu z pohladu metódy konecných prvkov konference pro studenty matematiky

Úvod do lineárnej algebry Monika Molnárová Prednášky 2006

ARMA modely čast 3: zmiešané modely (ARMA) Beáta Stehlíková Časové rady, FMFI UK ARMA modely časť 3: zmiešané modely(arma) p.1/30

8 Cvičenie 1.1 Dokážte, že pre ľubovoľné body X, Y, Z platí X + Y Z = Z + Y X. 1.2 Dokážte, že pre ľubovoľné body A, B, D, E, F, G afinného priestoru

Študijný program (Študijný odbor) Školiteľ Forma štúdia Téma Elektronické zbraňové systémy (8.4.3 Výzbroj a technika ozbrojených síl) doc. Ing. Martin

Jadrova fyzika - Bc.

Ohyb svetla

FYZIKA I Rámcove otázky 1998

Študijný program (Študijný odbor) Školiteľ Forma štúdia Téma Požiadavky na prijatie Výzbroj a technika ozbrojených síl (8.4.3 Výzbroj a technika ozbro

TESTOVANIE STABILITY PROCESU POKRAČOVANIA GRADIOMETRICKÝCH MERANÍ DRUŽICE GOCE NADOL

Témy DIPLOMOVÝCH PRÁC pre študijný blok Teoretická a matematická fyzika Verzia 2 ( ) Doc.RNDr.V.Balek,CSc. Modely vesmíru s anizotropnou tmav

Snímka 1

1. KOMPLEXNÉ ČÍSLA 1. Nájdite výsledok operácie v tvare x+yi, kde x, y R. a i (5 2i)(4 i) b. i(1 + i)(1 i)(1 + 2i)(1 2i) (1 7i) c. (2+3i) a+bi d

Cvičenie 9 Riešené príklady 1. Príklad min f(x 1, x 2 ) = x x x 1 s.t. x 1 80 x 1 + x Pre riešenie úlohy vykonáme nasledujúce kroky

Paralelné algoritmy, cast c. 3

Úvod do časticovej fyziky časť 1: častice a interakcie Boris Tomášik Univerzita Mateja Bela, Fakulta prírodných vied ČVUT, Fakulta jaderná a fyzikálně

Generovanie viacstavových modelov a ich riešenie v Maxime 1 Jozef Fecenko Abstrakt Cieľom príspevku je prezentovať zdrojový kód v open source systéme

Teória pravdepodobnosti Zákony velkých císel

Slide 1

Exaktné testy a konfidencné oblasti pre parametre normálneho lineárneho modelu s dvomi variancnými komponentami

Operačná analýza 2

Viacnásobne použitelné oblasti spolahlivosti pre viacrozmernú kalibráciu

Oceňovanie amerických opcií p. 1/17 Oceňovanie amerických opcií Beáta Stehlíková Finančné deriváty, FMFI UK Bratislava

Titulná strana Arial 30 bodov

Priebeh funkcie

60. ročník Fyzikálnej olympiády v školskom roku 2018/2019 kategória E okresné kolo Riešenie úloh 1. Zohrievanie vody, výhrevnosť paliva a) Fosílne pal

gis5 prifuk

Operačná analýza 1-00

29.Kvantová fyzika sa zakladá na Planckových a Einsteinových teóriach a hovorí, že všetky procesy sa dejú po maličkých krokoch => všetky fyzikálne vel

Regresné modely pre nespojité veliciny

Bodová častica vo VTR Vladimír Balek Pole bodového náboja. Majme časticu s nábojom q, ktorá sa nachádza v počiatku súradníc. Elektrická intenzita E v

Microsoft Word - 16.kapitola.doc

Možnosti ultrazvukovej kontroly keramických izolátorov v praxi

Podivný mikrosvet Mikuláš Gintner Katedra fyziky Žilinská univerzita 2013 Masterclasses in Physics 2013 M. Gintner

Jozef Kiseľák Sada úloh na precvičenie VIII. 15. máj 2014 A. (a) (b) 1

Stat1_CV1 VES

36. Fázová analýza pomocou Mössbauerovej spektroskopie

Neineárne programovanie zimný semester 2018/19 M. Trnovská, KAMŠ, FMFI UK 1

Snímka 1

Monday 25 th February, 2013, 11:50 Kvantové vlastnosti častíc M. Gintner 1 Kvantové (časticové) vlastnosti svetla 1.1 Hybnost fotónu Experimenty a zis

Microsoft Word Riešenie PRAX A

Obsah

Snímka 1

Rozdeľovanie IT zákaziek UX Peter Kulich

Microsoft Word - Algoritmy a informatika-priesvitky02.doc

Ekon Supply of labour by John Pencavel

9.1 MOMENTY ZOTRVACNOSTI \(KVADRATICKÉ MOMENTY\) A DEVIACNÝ MOMENT PRIEREZU

Aplikace matematiky- záverečná práca Juraj Bodík 28. septembra 2017 Definície Žena - objekt ohodnotený celým číslom. Každé dve ženy sa dajú porovnat a

ZBIERKA ZÁKONOV SLOVENSKEJ REPUBLIKY Ročník 2000 Vyhlásené: Časová verzia predpisu účinná od: do: Obsah tohto dokumen

Využitie moderných meracích technológií na hodnotenie kvality tlače

53. ročník CHO, krajské kolo - odpoveďový hárok, kategória B

Models of marital status and childbearing

Metrické konštrukcie elipsy Soňa Kudličková, Alžbeta Mackovová Elipsu, ako regulárnu kužeľosečku, môžeme študovať synteticky (konštrukcie bodov elipsy

A 1

Zavedenie systému separácie a manažment odpadového hospodárstva obce Jaklovce

PowerPoint Presentation

Univerzita Karlova v Praze Matematicko-fyzikální fakulta BAKALÁRSKA PRÁCA Monika Jakubcová Štatistická analýza cenzorovaných dát Katedra pravdepodobno

TABUĽKY STATICKÝCH HODNÔT TRAPEZOVÉ PLECHY T - 50, T - 85 Objednávateľ : Ľuboslav DERER Vypracoval : prof. Ing. Ján Hudák, CSc. Ing. Tatiana Hudáková.

Úvodná prednáška z RaL

České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská Rešeršná práca Martin Gajdoš

Prepis:

Andersonov prechod kov-izolant v neusporiadaných systémoch Peter Markoš Fyzikálny ústav SAV 11. január 24 Typeset by FoilTEX

1. Úvod: teória Andersonovej lokalizácie. 2. Ciele práce. 3. Dosiahnuté výsledky. 4. Otvorené problémy, záver, diskusia. Typeset by FoilTEX 1

Anderson (1958): absencia elektrónovej difúzie v neusporiadanej štruktúre. Periodická mriežka: Ψ( r) e i k r Náhodný systém: Ψ( r) e r r /λ, r r λ Typeset by FoilTEX 2

Lokalizácia..5 W=.5 -.5.5 -.5.5 W=1 W=1.5 -.5.5 -.5.5 W=2 W=4 -.5 1 2 3 4 5 N Vlnová funkcia elektrónu ako funkcia polohy v 1D systéme. (W je miera neusporiadanosti.) Typeset by FoilTEX 3

Neusporiadanost - disorder. Andersonov model: 1.5 Gauss H = W n ε n c nc n + t [nn ] c nc n. 1 P(ε) Box.5 t = 1 definuje škálu energie. W - disorder - miera neusporiadanosti. -1 1 ε Andersonov model je model bez spinu, symetrický voči zámene času - má ortogonálnu symetriu. - Model s náhodnými preskokmi: aj t je náhodná veličina. - QHE: Andersonov model + magnetické pole. Peierlsov faktor: t x = exp iα, t y = 1 (unitárna symetria). - Systémy s náhodným magnetickým pol om: α je náhodné. - Modely so spinom: t je 2 2 matica (symplektická symetria). Typeset by FoilTEX 4

Disorder: rôzne modely. (a) Periodická mriežka. (b) Rovnaké atómy v rôznych polohách. (c) Náhodné polohy, konštantný počet susedov na každý uzol. (d) Rovnaké polohy, rôzne atómy. (e) Spinový. (f) Náhodné preskokové členy. Typeset by FoilTEX 5

Prah pohyblivosti (mobility edge). hustota stavov ρ(e) delokalizovane stavy lokalizovane stavy E c Energia E Andersonov prechod: - Disorder spôsobí rozšírenie vodivostného pásu. - Existencia prahu poyblivosti E c = E c (W ). - Zmenou Fermiho energie E F sa zmení transportný režim (kov: E F > E c, resp. izolant E F < E c ). Andersonov izolant: el. vodivost σ = aj ked ρ(e). Typeset by FoilTEX 6

Kritický disorder. Pre fixovanú Fermiho energiu nastane prechod kov-izolant, ak rastie neusporiadanost (hodnota W ). Kritický disorder W c = W c (E F ). σ (W c -W) s λ 1 (W-W c ) ν Kov W c Izolant disorder W - Kritické exponenty: s = (d 2)ν [Wegner]. - σ: elektrická vodivost v kovovej fáze (W < W c ). - λ: polomer lokalizácie v lokalizovanej fáze (W > W c ). Typeset by FoilTEX 7

Konduktancia g. Rozptylový experiment: A C B D ( C B ( C D ) ) ( A = S D ( A = T B ) ) ( t r S = r t ( t 1 T = rt 1 ) r t 1 t r t 1 r ) (1) (2) Konduktancia g [Landauer] ( h 2 /2e = 1) g = Tr t t. Typeset by FoilTEX 8

Konduktancia g. g ako miera citlivosti na okrajové podmienky [Thouless]: g(e F ) = δe E. E = E n+1 E n n, E F ɛ < E n < E F + ɛ, (ɛ malé). (3) δe... zmena vlastných energíı v dôsledku zmeny okrajových podmienok: Ψ(x + L) = +Ψ(x) Ψ(x + L) = Ψ(x) Φ n (x) Φ n (x) + δφ n (x) E n E n + δe n (4) δe = δe n n, E F ɛ < E n < E F + ɛ. Typeset by FoilTEX 9

Konduktancia g ako funkcia L. Limita L : Izolant elektrón je lokalizovaný δe n g exp 2L/λ Kov elektrón je všade δe n g = σl d 2 W = W c Ψ je (multi)fraktálna δe n g = g c = const. Typeset by FoilTEX 1

Univerzalita. Neusporiadaný systém je charakterizovaný rôznymi parametrami: - stredná vol ná dráha pružných zrážok l, - polomer lokalizácie λ, - korelačná dĺžka potenciálu l c, -.... Hypotéza univerzality: V limite L {l, l c, λ} sú všetky veličiny len funkciou jediného parametra: g = g(l/ξ(w )), kde ξ je korelačná dĺžka. V okoĺı kritického bodu ξ diverguje: ξ(w ) W W c ν. Typeset by FoilTEX 11

Škálovacia teória lokalizácie (AALR). ln g ln L Funkcia β(ln g): = β(ln g). β(ln g) 1 ln g c d=3 d=2 ln g - spojitá - monotónna - neznáma. -1 d=1 Konduktancia g je parametrom usporiadania prechodu kov-izolátor. g 1 g σl d 2 β(ln g) = d 2 g 1 g exp 2L/λ β(ln g) = ln g g = g c β(g c ), s = 1 g c β (g c. (5) Typeset by FoilTEX 12

Teória. Analytické výpočty sú možné len v limite slabého disorderu: - v kovovom režime, - v dimenzii d = 2 + ɛ, ɛ 1. - poruchové počty [Lee, Stone, Fukuyama], - supersymetrické modely [Wegner, Efetov, Altshuler, Mirlin], - DMPK rovnica, teória náhodných matíc [Mello, Pichard, Beenakker]. Analytické teórie kritického a lokalizovaného režimu: - supersymetrické modely (d = 2 + ɛ) [Wegner, Hikami, Altshuler], - teórie stredného pol a [Vollhardt, Wölfle, Suslov, Janiš]. Typeset by FoilTEX 13

Funkcia β(g) v dimenzii d = 2 + ɛ. Poruchové rozvoje v mocninách g 1 1 (ortogonálna symetria): β O (g) = ɛ 1 g 12ζ(3) g 4 + 27ζ(4) 2g 5 +.... Riešenie rovnice β(g c ) = dáva - kritický disorder: W c 1/ɛ, - kritická konduktancia: g c 1/ɛ, - kritické exponenty: s = (d 2)ν, ν = 1 ɛ 9 4 ζ(3)ɛ2 +.... Výsledky: g c = 2.53, s = ν =.73 [Hikami, Padè approx.] nie sú použitelné pre 3D (ɛ = 1). Typeset by FoilTEX 14

Spinovo závislý rozptyl. Funkcia β(g) mení znamienko aj pre d = 2: β U (g) = ɛ + 1 g 3ζ(3) 4g 4 +.... Kritická dimenzia d = 2 (ɛ = ). Prechod kov-izolátor je možný len pre systémy so spinom. 2D systém v magnetickom poli: v každom Landauovom páse existuje izolovaná kritická energia E c, pre ktorú ξ a σ (kvantovaný Hallov jav). Typeset by FoilTEX 15

Numerické metódy. Väčšina známych poznatkov o prechode kov-izolant v 3D bola získaná numericky. - Kvázi jednorozmerné systémy L L L z, L z L [MacKinnon, Kramer, Slevin, Ohtsuki]. Spektrálna štatistika: P (s), s = E n+1 E n [Altshuler, Shklovskii, Schweitzer, Zarakeshev]. - Štatistika konduktancie [PM, Slevin, Ohtsuki]. Typeset by FoilTEX 16

Kvázi jednorozmerné systémy. Pre systém L L L z, L z L sú všetky x i L z. Preto x i 1 a g = i 1 cosh 2 x i /2 4 i exp L z L z i 4 exp L z L z 1 V limite L z /L konverguje z 1 z 1 [Oseledec]. Je preto možné numericky počítat z 1 a z jeho škálovania nájst - kritický disorder W c, - kritický exponent ν 1.57 (3D), - fázový diagram v priestore E F, W, - potvrdit univerzalitu: ν nezávisí od mikroskopickych detailov modelu [MacKinnon, Kramer, 1981, Ohtsuki, Slevin 1999]. Typeset by FoilTEX 17

Metóda konečnorozmerného škálovania. Univerzalita: existuje len jeden relevantný kritický exponent. Preto v okoĺı kritického bodu predpokladáme z 1 = z 1c + A(W W c )L 1/ν + BL y +... (6) kde y <... irelevantný exponent. Numericky získané dáta pre z 1 = z 1 (W, L) fitujeme rovnicou (6). V limite L z 1 = z 1 (L/ξ(W )), ξ(w )... korelačná dĺžka Typeset by FoilTEX 18

Štatistika. Problém: konduktancia g nie je samoustrednená veličina..2.8.15.6 P(ln g).1 P(g).4.5.2-3 -2-1 ln g Lokalizovaný režim: P (ln g) je Gaussovo rozdelenie so šírkou 1 15 2 g Kovový režim: P (g) je Gaussovo rozdelenie s univerzálnou šírkou (UCF) var ln g = const. ln g var g = O(1). Typeset by FoilTEX 19

Kovový režim: teória náhodných matíc (RMT). Konduktancia [Landauer]: g = Tr t t = N i 1 1 + λ i = N i 1 cosh 2 x i /2. (7) Štatistické vlastnosti g sú dané štatistikou x i. V limite slabého disorderu (difúzny režim) poznáme P ({x i }) = exp βh, H = κ x 2 i + U(x i, x j ). (8) 2 i<j Parameter β = 1, 2 alebo 4, určuje fyzikálny symetriu [Pichard, Beenakker]. RMT spolu s DMPK rovnicou [Mello, Beenakker] poskytuje úplný popis transportu v difúznom (kovovom) režime. i Typeset by FoilTEX 2

Konduktancia v lokalizovanom režime. g g 1.8.6.4.2-2 -1 Fermiho energia E F 1 2 1.8.6.4.2 2 4 6 8 1 Realizacia nahodnych energii Ukážka fluktuácíı g v 1D systéme. Ergodická hypotéza: štatistika určená zmenou Fermiho energie je identická so štatistikou vel kého súboru. Typeset by FoilTEX 21

Štatistika konduktancie v kritickóm režime. Testovanie univerzality vyžaduje štúdium celého rozdelenia P (g). 1992: Predpokladala sa univerzálna distribúcia P c (g), nezávislá na vel kosti systému, ale závislá od dimenzie d. Analytické výsledky len pre d = 2 + ɛ, ɛ 1 [Altshuler, Lerner]. Kumulanty konduktancie: δg n = { ɛ n 2 n < n = 1/ɛ L ɛn2 n n > 1/ɛ. (9) Z kumulantov bolo analyticky odvodené rozdelenie P c (g) [Cohen, Shapiro] P (g) g 2 2/ɛ g g 1/ɛ. (1) Typeset by FoilTEX 22

Ciele predloženej práce. Vzhl adom na štatistickú povahu teórie nestačí vyšetrovat len stredné hodnoty. Problémy: - Ako vyzerá distribúcia P (g) v kritickom bode? - Platí škálovacia teória pre celú distribúciu P (g)? - Je možné zovšeobecnit teóriu náhodných matíc pre kritický a lokalizovaný režim? Metódy: numerické simulácie. - Numerický výpočet Landauerovej konduktancie pre rôzne W, E F, d. - Vel kost vzorky: L L L z, L 2, L z = L alebo L z L (pre kvázi jednorozmerné systémy). - Analýza štatistických súborov s N stat 1.. vzorkami. - Metóda konečnorozmerného škálovania. Typeset by FoilTEX 23

Tvar kritickej distribúcie P c (g). 1 d P(g)/d g P(g) 1 2 6 4 1 2.8 1 1.2 g 2 1 4 g.5 1 2 g P c (g) nezávisí od L, od modelu, ale závisí od okrajových podmienok, od fyzikálnej symetrie, od toplógie mriežky. P c (g) je neanalytická v bode g = 1. lim g P c (g) =. Typeset by FoilTEX 24

Kritická distribúcia vs. dimenzia systému. 1 1.5 P(log g) 1 1 1 2 P(g) 1 1 3.5 1 4 9 7 5 3 1 1 log g.5 1 1.5 2 g P c (ln g) pre 3D vs 4D Andersonov model. P c (g) pre dva 2D modely so spinorbitálnou interakciou: - Evangelou-Ziman - Ando. Typeset by FoilTEX 25

Kritická distribúcia na fraktálnych mriežkach..5.4 A 2.365 B 2.365 C 2.226 P(g).3.2.1 4 8 12 g Kritická distribúcia závisí od dimenzie, ale inak, ako predpovedá teória. Nevidíme mocninný pokles P (g) 1/g 1+2/(d 2) (g g ). Napríklad pre 3D by malo P (g) 1/g 3. Typeset by FoilTEX 26

3D: Škálovanie strednej konduktancie v kritickom režime. Stredná hodota ln g ako funkcia W a L v kritickom režime. Z numerických dát sme získali kritický exponent ν 1.57. Typeset by FoilTEX 27

Škálovanie distribúcie konduktancie v kritickom režime. Percentil g q : definícia q = gq P L (g) dg. 1 g q (W, L) = g (c) q + W W c L 1/ν +... P(g) 1-1 g.75 g.8 1.56 < ν < 1.6 1-2 1-3.5 1 1.5 2 g Škálovanie percentilov dokazuje škálovanie distribúcie P (g). Typeset by FoilTEX 28

P (ln g) v okoĺı kritického bodu..4.3 Kov.2 Izolator P(ln g).2 P(ln g).1.1 (a) 7 5 3 1 1 ln g (b) 8 6 4 2 ln g Nielen stredná hodnota, ale celá distribúcia sa mení, ked L rastie. V limite L konverguje (a) ku Gaussovmu rozdeleniu P (g) pre W < W c, (b) ku Gaussovmu rozdeleniu P (ln g) pre W > W c. Typeset by FoilTEX 29

Škálovanie Lyapunovovych exponentov. kvázi-jednorozmerný systém L L L z, L z L 2..7 g i exp L z L z i 1.6 1.2 z (1) j (L).8.68.66 1/ν.64.62 2 4 6 8 1 j z i = z () i (L) + W z (1) i (L).4 1.5 < ν < 1.54 4 6 8 1 12 14 16 18 2 24 L z i (W, L) = z (c) i + (W W c )L 1/ν +... => z (1) i (L) L 1/ν (11) Typeset by FoilTEX 3

Zovšeobecnenie teórie náhodných matíc I. Teória náhodných matíc určuje rozdelenie parametrov x: P ({x i }) = exp βh, H = κ x 2 i + U(x i, x j ). (12) 2 i<j Parameter β = 1, 2 alebo 4 definuje fyzikálnu symetriu modelu. i P ({x i }) je odvodené z predpokladu konštantnej hustoty ρ(x) = δ(x x i ) = const. (13) i Pretože x i = z i L z /L, môžeme na základe numerických dát pre z i odhadnút, ako sa mení ρ(x) v okoĺı kritického bodu. Typeset by FoilTEX 31

Zovšeobecnenie teórie náhodných matíc II. 8 6 ρ(x) 4 2 3D Anderson model W=6,1,16.5,25,32 Všeobecný tvar hustoty ρ(x): ρ(x) = c(w, L)[x + a(w, L)]. Funkcia a(w, L) mení znamienko v kritickom bode. V limite L ξ 2 4 6 x a(w, L) = { +2L/ξ W Wc 2L/ξ W W c Konzistentný popis lokalizovaného režimu vyžaduje aj hypotézu β ξ/l. Typeset by FoilTEX 32

Neceločíselné hodnoty parametra β. 2D silne anizotropný model. s = x i+1 x i. Teória náhodných matíc predpovedá varg = c β a P (s) sβ. Numerické dáta potvrdzujú, že β v limite silnej anizotropie. 1 1 8 6 <g> 1 1 1 1.75.5 β(t) P(g).5 t=1. L=5 <g>=4.46 var(g)=.18 4 2 var g.5 1 t t=.5 L=5 <g>=6.81 var(g)=1.71 P(log s) 1 2 1 3 1 4.25.25.5 t Poisson t=.5 t=.1 t=.15 t=.2 t=.35 t=.45 2 4 6 8 1 12 <g> 1 5 Wigner 1 5 log s Typeset by FoilTEX 33

Distribúcia konduktancie v lokalizovanom režime. Paradigma: P (ln g) je Gaussovo rozdelenie. g = n cosh 2 x n /2. Zovšeobecnená teória náhodných matíc predpovedá x 2 x 1 = const. x 1 prew > W c..25 p(x n ).2.15.1 p(x 1 ) p(x 2 ) p(x 3 ) p(x 4 ) P (log g).15.1.5 Q1D: Lz=124 <log g>= 15.33 3D: W=49 <log g>= 15.41.5 5 1 15 2 25 3 x n 3 2 1 log g Rozdelenie P (x 1 ) musí byt asymetrické, lebo x 1 fluktuovat pre vel ké hodnoty x 1 > x 1. Pretože ln g x 1, je aj P (ln g) negaussovské. nemá dost miesta Typeset by FoilTEX 34

Záver Príspevok do teórie prechodu kov-izolant: - Tvar a vlastnosti kritickej distribúcie konduktancie P c (g). - Jednoparametrické škálovanie g a celej distribúcie v kritickom režime. - Škálovanie vyšších Lyapunovovych exponentov. - Závislost kritických parametrov od dimenzie. - Návrh zovšeobecnenej teórie náhodných matíc pre kritický lokalizovaný režim. Typeset by FoilTEX 35

Pod akovanie V. Bezák, J. Mašek, B. Kramer, W. Apel, D. Endesfelder, I. Zarakeshev, S. Evangelou, M. Henneke, T. Ohtsuki, K. Slevin, M. Rühländer, C. M. Soukoulis, I. Travěnec, M. Moško, K. Muttalib, L. Schweitzer,... Typeset by FoilTEX 36

Témy pre d alší rozvoj teórie. Teória prechodu kov-izolant nie je uzavretá. Problémom je - nesúhlas kritických exponentov: teória vs numerické dáta, - neschopnost uvážit elektrón-elektrónovú interakciu, - absencia mikroskopickej teórie pre kritický režim. Teória vel mi dobre súhlasí s experimentom v limite slabého disorderu: (slabá lokalizácia, univerzálne fluktuácie konduktancie... ), ale nedosiahla sa zhoda v - hodnotách kritického exponentu, - existencii kovového režimu v 2D. Typeset by FoilTEX 37

Problém I: Kritické exponenty: teória vs numerické dáta. Numerické dáta potvrdzujú univerzalitu prechodu kov-izolant Dáta ale nesúhlasia so žiadnou teóriou. metóda d = 3 d = 4 ν 5 4 3 2 Suslov: 1/(d-2) pre d<4, 1/2 pre d>4 1/ε - rozvoj Numericke vysledky numericky 1.57 1.1 mean field 1.5 ɛ-rozvoje.73 1 Hikami 2 2.5 3 3.5 4 4.5 d S Typeset by FoilTEX 38

Problém II: Elektrón-elektrónová interakcia. Shepelyansky: e-e interakcia spôsobí nárast lokalizačnej dĺžky (problém len dvoch elektrónov) [Pichard, Evangelou, Halfpap]. Kravchenko: experimentálne pozorovaný prechod kov-izolátor v 2D iteragujúcich systémoch. Technický problém: zahrnutie interakcie spôsobí extrémny nárast CPU. V súčasnosti neviem, ako efekty e-e iterakcie numericky študovat. Typeset by FoilTEX 39

Dodatok 1: Pokračovanie po odovzdaní DrSc práce. - Štúdium rozptylu EM vĺn v náhodných prostrediach [PM, C.M. Soukoulis, PRB 25]. - Analytické a numerické štúdium zovšeobecnenej DMPK rovnice [PM, K. Muttalib, P. Wölfle, J.R. Klauder, Europhys. Lett. (24), K. Muttalib, PM, P. Wölfle, cond-mat/5111]. P(ln g).15.1.5 P (ln g) v lokalizovanom režime nie je gaussovské. Analytické ýsledky získané pre parameter symetrie β γ ξ/l -3-2 -1 ln g [PM 1995] súhlasia s numerickými dátami. Typeset by FoilTEX 4

Dodatok 2: Konduktancia vs vodivost. Konduktancia g - pre konečné systémy - nulová teplota T = - kvantová koherencia - fluktuácie Vodivost σ: - pre nekonečný systém - z teplotných strát (KG) - žiadne štatistické fluktuácie Vzt ah g vs. σ g = σl d 2 bol odvodený pre slabý disorder a v limite L porovnaním maticových elementov pri výpočte transmisie [Fischer, Lee] alebo z Thoulessovej definície g. Numericky dokázaný v režime QHE (d = 2). Typeset by FoilTEX 41

Závislost kritických parametrov od dimenzie. V práci [PM, M. Henneke, 1994] boli navrhnuté vzt ahy 4 critical exponent 1 var g <g> W c (d) = W c (d = 3)(d 2) 3 z 1 (d) = z 1 (d = 3) d 2 Tieto vzt ahy nie sú byt presné, napríklad [Travěnec, PM, 22] z 1 (d = 4) z 1 (d = 3) = 5.4 3.45 1.56 2 2 1 1 2 3 4 5 ε 1 1 1 2 3 4 5 ε 1 Parametre W c, z 1, g c závisia od topológie mriežky, nie sú preto podstatné pre štúdium univerzality. Typeset by FoilTEX 42

Kovový režim. Máme teóriu náhodných matíc (RMT) a DMPK rovnicu p Lz (λ) (L z /l) J = 2 1 N [ λ a (1 + λ a )J p ], N + 1J λ a a λ a N λ a λ b β. (14) a<b λ a = sinh 2 x a /2 - Súvis medzi RMT a DMPK [Beenakker]. - Presné hodnoty fluktuácíı konduktancie. - Vyššie kumulanty konduktacie. - Slabá lokalizácia. - Vplyv fyzikálnych symetríı. Typeset by FoilTEX 43

Teplota. Všetky prezentované výsledky boli odvodené pre teplotu T =. Andersonova lokalizácia je dôsledok kvantovej koherencie elektrónu. Pri nenulovej teplote potrebujeme poznat L φ (T ) - stredná vol ná dráha nepružných zrážok. Koherentný pohyb elektrónu je možný len na vzdialenosti L φ. Preto v prvom pribĺıžení možno expermentálne výsledky interpretovat teoretickými výsledkami pre T =, ak L L φ. [Kramer]. Pri vyšších teplotách je treba vyšetrovat nové efekty (hopping). Typeset by FoilTEX 44