Ca2-xSrxRuO4相图的建立又一次激起了人们对研究多轨道赫巴德(Hubbard）模型的极大热情。而该模型中有轨道选择的莫特(Mott)金属绝缘体相变因其是奇特的单带莫特相变的重要发展而备受关注。这里我们将提出有轨道选择的莫特相变的新机制，并运用研究强关联体系最为有效的一些方法如：动力学平均场及其团簇的扩展方法（包括团簇的动力学平均场加严格对角化方法、动力学团簇近似加连续时间量子蒙特卡罗方法）以及变分的团簇近似，在顺磁条件下基于一个不同轨道具有相同带宽但不同能带结构的多轨道赫巴德模型来验证这一新机制。进一步，我们在允许磁有序的前提下，运用平均场近似来研究该模型中可能存在的有轨道选择的磁性相变。并应用上述团簇方法研究该模型中磁性相变对自旋液体状态的影响。另外我们还将研究以上相变与轨道数目、轨道间的跃迁、晶格场的劈裂及不同的占据数等的依赖关系。最后将结合上述材料及铁基超导体进行结果的讨论。

铁基高温超导体自2008年发现以来一直是凝聚态物理领域的热门研究课题，其磁性和超导的起因在科学界始终没有达成一致，目前折衷的观点是铁基超导体的磁性和超导的起源可能与铁基超导体中既存在巡游电子又存在局域电子有关，即铁基超导体处于轨道选择相。但是由什么机制引起的轨道选择相目前并不清楚。因此，在本项目中，我们结合运用平均场近似和动力学平均场近似，基于多轨道的Hubbard模型，提出无论是低温的反铁磁相还是高温的顺磁相，只要不同轨道的能带色散关系不同，就有可能导致轨道选择相。同时我们对不同的铁基超导体材料进行了第一性原理计算研究，发现并不象现在呼声越来越高的主流观点那样，即电子关联效应主导了铁基超导体的性质，事实上弱关联的巡游电子具有轨道自由度是不同的铁基超导体表现出不同的物理性质的关键。最后，由于在铁基超导体中我们需要同时考虑关联较弱的巡游电子和关联较强的局域电子，我们希望发展一种能有效处理电子关联的第一性原理计算方法。为此，我们进行了前期的一些方法上的发展和应用，并在另一类热点材料石墨烯与硅烯上开展了研究，在双层石墨烯电场下的能隙问题上和银衬底上生长的硅烯是否有狄拉克点的问题上给出了新的见解。 2100433B

相变材料应具备的特点

用于建筑围护结构的相变建筑材料的研制，选择合适的相变材料至关重要，应具有以下几个特点：（1）熔化潜热高，使其在相变中能贮藏或放出较多的热量；（2）相变过程可逆性好、膨胀收缩性小、过冷或过热现象少；（3）有合适的相变温度，能满足需要控制的特定温度；（4）导热系数大，密度大，比热容大；（5）相变材料无毒，无腐蚀性，成本低，制造方便。

在实际研制过程中，要找到满足这些理想条件的相变材料非常困难。因此，人们往往先考虑有合适的相变温度和有较大相变潜热的相变材料，而后再考虑各种影响研究和应用的综合性因素。

相变材料存在问题研究

现存的问题主要在相变储能建筑材料耐久性以及经济性方面。

耐久性主要表现三个方面：

相变材料在循环过程中热物理性质的退化问题；相变材料易从基体的泄漏问题；相变材料对基体材料的作用问题。

经济性主要表现：

如果要最大化解决上述问题，将导致单位热能储存费用的上升，必将失去与其他储热法或普通建材竞争的优势。相变储能建筑材料经过20多年的发展，其智能化功能性的特点勿容置疑。随着人们对建筑节能的日益重视，环境保护意识的逐步增强，相变储能建筑材料必将在今后的建材领域大有用武之地，也会逐渐被人们所认知，具有非常广阔的应用前景。

相变材料代表人物

徐祖耀院士，在马氏体相变、贝氏体相变、形状记忆材料及材料热力学诸领域研究获丰硕成果。揭示了无扩散的马氏体相变中存在间隙原子的扩散，由此重新定义了马氏体相变、修正了经典动力学方程；成功地由热力学计算铁基。

1995年当选为中国科学院院士。 2100433B

相变的类型很多，根据相变的某种属性的特征可作粗线条的分类：根据热力学函数可分为一级相变、二级相变；根据对抗涨落的稳定性分为连续相变、非连续相变；根据新相生长时的控制环节，可分为扩散控制的相变和界面控制的相变；根据新相生成时原子迁移的特点，分为有扩散相变（散漫移动式相变）、无扩散相变（行列移动式相变）等。还有，由传质控制的相变，或由传热控制的相变（凝固）等。当然，有些相变不是这样截然划分所能概括的。矿物学家和陶瓷材料科学家在传统上将相变分为重构型相变和位移型相变，前者指相变时将原有的化学键拆开重新结合成新键而构成新晶体，后者则指相变时仅涉及结合键的长度和夹角大小的改变 。2100433B

传统的观念认为，相变在陶瓷体中引起的内应变终将导致材料的开裂。因此，陶瓷工艺学往往将相变看作不利的因素。然而，部分稳定化ZrO₂( PSZ)具有比全稳定化ZrO₂好得多的力学性能这一事实使人们得到了启发，PSZ的相变韧化得以受到重视。从而把相变作为陶瓷材料的强韧化手段，并已取得了显著效果。