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We study the quantum phase transition from the superfluid to the Mott insulator state in two- and three-dimensional Bose-Einstein condensate with optical lattices using Bose-Hubbard Hamiltonian within the generalized Hatree- FockBogoliubov approximation. The behavior of the depletion and the anomalous fraction has been investigated in the Mott insulator phase. We found that at T = 0, these quantities become significant in two and three dimensions. It is shown also that the dimensionality of the lattice enhances the anomalous density. PACS Nos.: 32.80.Pj, 03.75.Fi, 71.35.Lk. Nous etudions la transition de phase quantique d'un superfluide vers un etat d'isolant de Mott dans un condensat de Bose-Einstein en deux et trois dimensions. Notre approche utilise le Hamiltonien de Bose-Hubbard dans l'approximation de Hartree-Fock-Bogoliubov generalisee. Nous etudions le comportement de la depletion et de la fraction anormale dans la phase de l'isolant de Mott. Nous trouvons qu'a T =0, ces quantites deviennent significatives en deux et trois dimensions. Nous montrons egalement que la densite d'anormale croit avec la dimension du reseau. [Traduit par la Redaction], 1. Introduction Ultracold atoms in optical lattices have proven to be a rich field of investigation both theoretically and experimentally. Periodic potentials are very well known in solid state physics, [...]

We investigate a tight-binding model on a two-dimensional square lattice with three terms: the Rashba spin-orbit coupling, the real amplitude next-nearest spin-orbit coupling, and an exchange field. We calculate the first Chern number to identify band topology. It is found that the Chern number takes the quantized values of C1 = 1, 2 and the chiral edge modes can be obtained. Therefore our model realizes the quantum anomalous Hall (QAH) effect. The Rashba coupling is positive for the QAH phase while the next-nearest coupling is detrimental to it. By increasing the exchange field intensity, the Chern number changes from quantized value 2 to 0. The behavior of the edge states is also studied. Particularly for C1 = 2 case, there are two gapless spin-polarized edge states with the same spin polarization moving in the same spatial direction. This indicates that their appearance is topological rather than accidental. PACS Nos.: 73.43.-f, 71.10.Fd, 71.70.Ej. Nous analysons un modele a liaisons fortes sur un reseau carre en deux dimensions avec trois termes : le couplage spin-orbite de Rashba, l'amplitude reelle du couplage spin-orbite du plus proche voisin et un champ d'echange. Nous calculons le premier nombre de Chern afin d'identifier la topologie de bande. Nous trouvons que le nombre de Chern prend les valeurs quantifiees C1 = 1, 2 et nous pouvons obtenir les modes de bord chiraux. Par consequent, notre modele reproduit l'effet Hall quantique anormal (QAH). Le couplage de Rashba favorise la phase QAH, alors que le couplage plus proche voisin l'inhibe. En augmentant l'intensite du champ d'echange, le nombre de Chern passe de 2 a 0. Nous etudions egalement le comportement des etats de bord. En particulier pour C1 = 2, il y a deux etats de bord spin polarises sans gap, avec la meme polarisation de spin et se deplacant dans la meme direction. Ceci indique que leur apparition est topologique, et non accidentelle. [Traduit par la Redaction], 1. Introduction More than 30 years ago, von Klitzing, Dorda, and Pepper discovered the quantum Hall (QH) effect [1], which now refers to a spectrum of quite different phenomena unparalleled [...]

We present the linear spin wave theory calculation of the superfluid phase of a hard-core boson J-K model with nearest neighbour exchange J and four-particle ring-exchange K at half filling on the triangular lattice, as well as the phase diagrams of the system at zero and finite temperatures. A similar analysis has been done on a square lattice (Schaffer et al. Phys. Rev. B, 80, 014503 (2009)). We find similar behaviour to that of a square lattice but with different spin wave values of the thermodynamic quantities. We also find that the pure J model (XY model), which has a well-known uniform superfluid phase with an ordered parameter [M.sub.x] = ([S.sup.x.sub.i]) ≠ 0 at zero temperature is quickly destroyed by the inclusion of negative-K ring-exchange interactions, favouring a state with a (4π/3, 0) ordering wavevector. We further study the behaviour of the finite-temperature Kosterlitz-Thouless phase transition ([T.sub.KT]) in the uniform superfluid phase, by forcing the universal quantum jump condition on the finite-temperature spin wave superfluid density. We find that for K < 0, the phase boundary monotonically decreases to T = 0 at K/J = -4/3, where a phase transition is expected and [T.sub.KT] decreases rapidly, while for positive K, [T.sub.KT] reaches a maximum at some K ≠ 0. It has been shown on a square lattice using quantum Monte Carlo (QMC) simulations that for small K > 0 away from the XY point, the zero-temperature spin stiffness value of the XY model is decreased (Melko and Sandvik. Ann. Phys. 321,1651 (2006)). Our result seems to agree with this trend found in QMC simulations for two-dimensional systems. PACS Nos.: 75.10.Dg, 75.10.Kt. Nous presentons des calculs theoriques en theorie des ondes de spin lineaire de la phase superfluide du modele J-K de bosons a cceur dur, avec l'echange J entre plus proches voisins et l'echange cyclique K a quatre particules a mi remplissage sur le reseau triangulaire. Nous etudions aussi les diagrammes de phase du systeme a temperatures nulle et finie. Une analyse semblable a ete faite sur un reseau carre (Schaffer et al. Phys. Rev. B, 80, 014503 (2009)). Nous trouvons un comportement similaire a celui sur reseau carre, mais avec differentes valeurs d'onde de spin des quantites thermodynamiques. Nous trouvons aussi que la phase superfluide uniforme bien connue du modele J pur (modele (XY), avec un parametre d'ordre [M.sub.x] = ≠ 0 a temperature nulle, est rapidement detruite par l'inclusion de l'echange cyclique K negatif, qui favorise un etat de vecteur d'onde d'ordre (4w/3, 0). Nous etudions plus avant le comportement de la transition de phase de Kosterlitz-Thouless a temperature finie ([T.sub.KT]) dans la phase superfluide uniforme, en forcant la condition du saut quantique universel sur la densite d'onde de spin superfluide a temperature finie. Nous trouvons que pour K < 0, la limite de phase decroitde facon monotone vers T = 0 a K/J = -4/3, ou on attend une transition de phase et une decroissance rapide de [T.sub.KT]. Pour K positif, [T.sub.KT] atteint une valeur maximale pour une valeur de K > 0. Il a ete demontre sur reseau carre utilisant une simulation Monte-Carlo (QMC) que pour une petite valeur de K >0 s'eloignant du point XY, la rigidite de spin a temperature zero du modele XY diminue (Melko and Sandvik. Ann. Phys. 321,1651 (2006)). Nos resultats semblent etre en accord avec cette tendance trouvee dans les simulations QMC pour les systemes 2D. [Traduit par la Redaction], 1. Introduction The effective studies of continuum field theories have resulted in detailed predictions for the low-energy physics of quantum spin systems in two dimensions. Spin wave theory can provide [...]

Polycrystalline powders of [Li.sub.1+x][V.sub.1-x][O.sub.2] were prepared in the composition range -0.10 ≤ x [less than or equal to] 0.30 via the solid state technique. X-ray diffraction indicated single phase, layered R[bar.3]m structure material with the exception of some impurity phases for x > 0.15. Analysis of powder X-ray diffraction patterns revealed an anomaly in the lattice parameters centered near x = 0. The o-axis of the hexagonal representation was at a maximum for this composition and the o-axis at a minimum. Careful X-ray diffraction scans observed the well-known superlattice peak, which is due to trimer formation in LiV[O.sub.2]--a periodic lattice distortion within the plane of vanadium cations. Integrating the areas of the [Li.sub.1+x][V.sub.1-x][O.sub.2] superlattice peaks revealed a strong correlation between composition, fraction of vanadium in the [V3.sup.+] oxidation state, lattice parameter, and degree of trimer formation. These results may suggest the view of trimer formation as a consequence of vanadium [t.sub.2g] orbital ordering. PACS Nos.: 61.50.Ks, 61.66.Fn. Nous preparons des poudres polycristallines [Li.sub.1+x][V.sub.1-x][O.sub.2] dans le domaine de composition -0,01 [less than or equal to] x ≤ 0,3 via la technique d'etat solide. La diffraction X indique un materiau en phase simple, a structure en couches R[bar.3]m, a l'exception de quelques phases d'impurete pour x ≥ 0,15. L'analyse de la poudre par diffraction X revele une anomalie dans les parametres du reseau centree autour de x = 0. L'axe c de la representation hexagonale est a un maximum pour cette concentration et l'axe a a un minimum. Une analyse minutieuse des balayages de diffraction X montre le pic bien connu de super-reseau qui est du a la formation de trimeres dans LiV[O.sub.2]--une distorsion periodique du reseau a l'interieur du plan des cations de vanadium. L'integration de la surface des pics du super-reseau [Li.sub.1+x][V.sub.1-x][O.sub.2] revele une forte correlation entre la composition, la fraction du vanadium dans l'etat d'oxydation [V3.sup.+], le parametre de reseau et le degre de formation de trimere. Ces resultats peuvent suggerer que la formation de trimere est la consequence de l'ordonnancement de l'orbitale [t.sub.2g] du vanadium. [Traduit par la Redaction], 1. Introduction 1.1. LiV[O.sub.2] and LiM[O.sub.2] (M, first row transition metal) LiV[O.sub.2] has long been studied due to a unique magnetic and structural transition that occurs upon heating past a [...]

In this paper, a new two-parameter equation of state (EOS) is developed on the basis of lattice potential theory. The expressions are also obtained for isothermal bulk modulus and its pressure derivative. Numerical analysis is presented for MgO at high pressures (up to 260 GPa) and high temperatures (up to 2000 K). Results based on the new EOS are found to compare well with the corresponding values derived from a first principles approach. PACS Nos: 64.30, 64.10 Nous developpons ici une nouvelle equation d'etat a deux parametres basee sur la theorie du potentiel cristallin. Nous avons aussi obtenu des expressions pour le module de compression isotherme et sa derivee en pression. Des resultats numeriques sont presentes pour le MgO a de hautes pressions (jusqu'a 260 GPa) et de hautes temperatures (jusqu'a 2000 K). Les resultats obtenus de cette nouvelle equation sont en bon accord avec ceux obtenus dans une approche ab initio. [Traduit par la Redaction], 1. Introduction Periclase MgO has long been of interest as a prototype oxide for understanding bonding in alkaline earth oxides and as a commercially important ceramic [1]. Only one solid [...]

Using the exact Airy function formalism and the transfer-matrix technique, we have numerically investigated the effect of structural and topological correlated disorder, introduced by triplet, on the miniband structure of the GaAs/[Al.sub.x][Ga.sub.1-x]-As superlattices. These systems exhibit a miniband of extended states, around a critical energy, lying to the typical structure of the trimer cell. The states close to this resonant energy consist of weakly localized states, while in band tails i.e., for negligible transmission, the states are strongly localized. This is evidence of the suppression of localization in the RTB superlattices. The extended states due to the basic cell (triple barrier) remain for correlated structural and topological disorder. However, the commuting extended state exists only in the correlated structural disorder, where the periodicity of the system is preserved. Commuting resonance energy is theoretically demonstrated in this paper, and the obtained values are in good agreement with the existing numerical results. PACS Nos: 73.20.At, 73.21.Ac, 73.21.Cd, 85.30.Vw Utilisant le formalisme exact de la fonction d'Airy et la technique de la matrice de transfert, nous avons analyse numeriquement l'effet du desordre structurel et topologiquement correle, induit par un etat triplet sur la structure minibande des superreseaux GaAs/[Al.sub.x][Ga.sub.1-x]-As. Ces systemes possedent une minibande d'etats etendus, autour d'une energie critique, proche de la structure typique de la cellule trimere. Les etats pres de cette energie de resonance sont des etats faiblement localises, alors que dans les queux de bande, donc pour des transmissions negligeables, les etats sont tres localises. Ceci demontre la suppression de la localisation dans les superreseaux RTB. Les etats etendus sont dus a la cellule de base (barriere triple), toujours pour le desordre correle, qu'il soit structurel ou topologique. Cependant, l'etat etendu commutant existe seulement dans le desordre correle structurel ou la periodicite du systeme est preservee. Nous demontrons ici l'existence de l'energie de resonance commutante. Les valeursobtenues sont en bon accord avec les resultats numeriques existants. [Traduit par la Redaction], 1. Introduction The GaAs/[Al.sub.x][Ga.sub.1-x]-As semiconductor superlattices provide a good basis for many established commercial and new technological applications in electronic and optoelectronic devices, such as photo detectors [1], avalanche photo [...]

Abstract: An ingredient in recent discussions of curvature singularity avoidance in quantum gravity is the 'inverse scale factor' operator in quantum cosmology, and its generalizations to field theoretic models such [...]