Titelaufnahme

Titel
LDA+DMFT: From bulk to heterostuctures / Philipp Hansmann
Verfasser / Verfasserin Hansmann, Philipp
Begutachter / BegutachterinHeld , Karsten ; Krogh Andersen, Ole
Erschienen2010
UmfangXVI, 164 S. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Diss., 2010
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Korrelierte Elektronen / Heterostrukturen / LDA+DMFT / V2O3 / NiS2 / Nickelate / Kuprate / Supraleitung
Schlagwörter (EN)correlated electrons / heterostructures / LDA+DMFT / V2O3 / NiS2 / nickelates / cuprates / superconductivity
Schlagwörter (GND)Elektron / Vielteilchensystem / Korrelation / Dichtefunktionalformalismus / Supraleitung / Dichtefunktionalformalismus / Heterostruktur / Dichtefunktionalformalismus
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-35654 Persistent Identifier (URN)
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LDA+DMFT: From bulk to heterostuctures [7.31 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die Beschreibung und Modellierung korrelierter Elektronensysteme ist eine der größten Herausforderungen im Bereich der Festkörperphysik. Aufgrund der Vielfalt faszinierender physikalischer Eigenschaften die diese Systeme aufweisen, sind die korrelierten Systeme in den letzten Jahrzehnten zunehmend in den Fokus der Aufmerksam gerückt. Reichhaltige Phasendiagramme beschreiben eine Fülle verschiedenster, teilweise exotischer, Grundzustände.

In dieser Arbeit werden verschiedene stark korrelierte Systeme mittels modernster theoretischer Methoden behandelt. Die Kombination von ab initio Bandstruktur Rechnungen wie der Lokalen Dichte Näherung (LDA) mit der Dynamischen Molekularfeldtheorie (DMFT) erlaubt eine realistische und akkurate Behandlung von Systemen, in welchen elektronische Wechselwirkungen eine entscheidende Rolle spielen. Wir beginnen mit der LDA+DMFT Analyse des Metall Mott-Isolator Übergangs in Vanadiumsesquioxid V2O3 und Nickeldisulfid NiS2, wobei wir Inkonsistenzen bisheriger Interpretationen der mikroskopischen Mechanismen des Übergangs aufklären. Als nächstes betrachten wir Nickel basierte Heterostrukturen, in welchen wir ein großes Potential zur Realisierung Kuprat-ähnlicher Supraleitung vorfinden. Wir beschreiben detailliert die relevanten Mechanismen, welche die Topologie und Symmetrie der Fermifläche in den Nickelat--Heterostrukturen in eine Kuprat-analoge Form bringen. Im letzten Teil der Arbeit werden verschiedene Erweiterungen der Standard--DMFT vorgestellt und implementiert. Die grundlegende Philosophie hinter diesen Erweiterungen ist die Separation des Hilbertraumes in Unterräume auf welchen Korrelationseffekte in unterschiedlichen Näherungen behandelt werden. Akkurate aber rechenintensive Näherungen, wie z.B. die DMFT, können so auf Unterräume beschränkt werden, in denen eine zu starke Näherung für elektronische Korrelationen versagt. In diesem Rahmen stellen wir auch ein selbst konsistentes DMFT Schema zur Behandlung von neuartigen Hetero-Schichtsystemen vor.

Zusammenfassung (Englisch)

Theoretical modeling and analysis of strongly correlated electron systems is currently one of the biggest challenges in condensed matter physics. Due to their fascinating physics they have become the focus of attention during the past decades. Rich phase diagrams display competition of many unusual, often exotic, ground states. In this work we analyze different correlated systems by means of state-of-the-art theoretical methods. The combination of ab initio density-functional methods like the local density approximation (LDA) with dynamical mean field theory (DMFT) allows for a realistic and accurate description of compounds in which electronic correlations have a large impact. We start with the LDA+DMFT analysis of the metal-to-Mott insulator transition in vanadium sesquioxide V2O3 and nickel disulfide NiS2 whereby we clarify inconsistencies of certain interpretation schemes that have been suggested in the past. Next we analyze nickel-based heterostructures for which we find a great potential for realizing cuprate-like superconductivity. We discuss the relevant mechanisms which drive the nickelate Fermi surface towards a cuprate like topology and symmetry. Finally we discuss and implement extensions of the standard DMFT scheme. These extensions are based on the separation of the Hilbert space into subspaces where correlation effects can be treated in different approximation schemes. Accurate but computationally expensive schemes, such as DMFT, can then be employed only for those subspaces where too strong approximations for electronic correlation fail. Moreover, we implement a DMFT scheme for the calculation of novel layered structures.

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