Elméleti Szilárdtest-fizikai Osztály

Theoretical Solid State Physics
Osztályvezető
Balázs ÚJFALUSSY

Az Elméleti Szilárdtestfizikai Osztály szerepe, hogy elméleti hátteret biztosítson a kísérleti és alkalmazott kutatás számára, valamint, hogy világszínvonalú kutatásokat végezzen, ilyen kutatási erőfeszítésekben részt vegyen, és ilyeneket kezdeményezzen.

Az osztály főbb kutatási területei:

  • Spinlétrák fázisdiagrammjainak meghatározása a sűrűség mátrix renormálási csoport módszerének alkalmazásával.
  • Az egydimenziós vonzó Hubbard modell sajátállapotainak feltérképezése a Bethe Ansatz alkalmazásával.
  • Mágneses szennyezők következményei mezoszkópikus fémekben.
  • Kétállapotú rendszerek és a különböző Kondo modellek közötti kapcsolatok vizsgálata a renormalizációs csoport technika alkalmazásával.
  • Magas hőmérsékletű szupravezetők Raman szórás eredményeinek értelmezése a bilayer modell segítségével.
  • Vékonyrétegek mágneses anizotrópiájának vizsgálata, spin-pálya csatolás, Kondó effektus, relativisztikus effektusok figyelembevételével.
  • Átmeneti fémek atomi térfogatának, elasztikus tulajdonságainak meghatározása a teljes töltéssűrűség technika alkalmazásával.
  • A ferromágneses rend kialakulásának feltételei rácsmodellekben. Kondo rács és a sáv ferromágnesség közötti kapcsolat vizsgálata a korrelált két sáv modellben.
  • Nem egyensúlyi fázisátalakulások dinamikus exponenseinek vizsgálata a kinetikus Ising modellben.
  • Bose kondenzációt mutató gázok dinamikus tulajdonságainak és sajátállapotainak meghatározása.

Az osztály dolgozói hagyományosan részt vesznek az oktatásban is, szilárdtestfizikát tanítanak különböző szinteken.

A Félvezető Nanoszerkezetek csoport ab initio számítási módszerekkel tervez olyan nanoszerkezeteket vagy atomi méretű szerkezeteket tömbi félvezetőkbe ágyazva, amelyeknek a mágneses és optikai tulajdonságai jól hasznosíthatóak biológiai jelzőrendszerekben, rákterápiában, energetikában, kvantuminformatikai mérésekben és alkalmazásokban. Ezen megtervezett anyagok egy részét előállítja, vizsgálja spektroszkópiai módszerekkel és fejleszti a fenti alkalmazások céljából.
A csoport fő kutatási tevékenysége MPS (mátrixszorzat állapot) és TTNS (fa-tenzorhálózat állapot) alapú módszerek fejlesztése és használata erősen korrelált kvantumrendszerek vizsgálatára, mint például grafén nanostruktúrák, szilárdtestek mágneses tulajdonságai, egzotikus kvantumfázisok, molekulák elektronszerkezete vagy ultrahideg atomi rendszerek.
A Komplex rendszerek kutatócsoport a nagy szabadsági fokú, kölcsönható rendszerek kooperatív viselkedésével, rendeződésével, egyensúlyi- és egyensúlytól távoli dinamikájával foglalkozik. Fő kutatási területeink a következők: fázisátalakulások matematikai fizikája, rendezetlen rendszerek fizikája, kvantum soktest-rendszerek összefonódása és nemegyensúlyi relaxációja, fény-anyag kölcsönhatás elmélete, számítógépes fizika, valamint komplex biológiai rendszerek statisztikus fizikai megközelítése.
Kutatócsoportunk nanoszerkezetű anyagok, mesterséges és topologikus kvantumrendszerek, szupravezető heteroszerkezetek tulajdonságait tanulmányozza szerteágazó elméleti eszközökkel és numerikus módszerekkel. Kutatásaink ugyanakkor módszertani szinten is a világ élvonalába tartoznak innovatív megközelítéseivel és numerikus szimulációs programok fejlesztésével. Az elméleti modellezés mellett csoportunkban jelen van a kísérleti kivitelezés is, amely ígéretes tulajdonságokkal bíró új ötvözetek létrehozását és vizsgálatát tűzi ki célul.