Исследование особенностей электронной структуры сильно коррелированных систем обобщенными методами на основе теории динамического среднего поля

• Автор: Некрасов, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 209 с. : 111 ил.

Оглавление

Глава 1. ВВЕДЕНИЕ

Глава 2. ОБОБЩЕННЫЕ МЕТОДЫ ЗОННЫХ РАСЧЕТОВ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ СИЛЬНО КОРРЕЛИРОВАННЫХ СИСТЕМ

2.1 Теория функционала электронной плотности

2.1.1 Приближение ЬБА для обменно-корреляционной энергии

2.1.2 Практическая реализация ОРТДБ А вычислений

2.1.3 Проблемы приближения-локальной электронной плотности

2.1.4 Теории, лежащие за рамками приближения локальной электронной плотности

2.2 Теория динамического среднего поля БМРТ

2.2.1 Проблемы теории динамического среднего поля

2.3 Гибридная расчетная схема ЬБА+БМГТ
2.3.1 Проблема поправки на двойной учет
2.4 Численное моделирование влияния поправки на двойной учет на ЬБА+БМРТ решение
2.4.1 Трёхзонная модель Эмери
2.4.2 Диэлектрик с переносом заряда: ЬБА+БМРТ решение
2.4.3 Зависимость величины Еде от параметров модели для диэлектрика с
переносом заряда
2.4.4 Область существования решения диэлектрика с переносом заряда
Глава 3. СОГЛАСОВАННЫЙ МЕТОД ИСКЛЮЧЕНИЯ ДВОЙНОГО УЧЕТА В ЬБА+ОМЕТ: ЬБА'+ВМЕТ ПОДХОД
3.1 Диэлектрики с переносом заряда: МпО, СоО, №0
3.1.1 Зонные структуры LDA-и LDA'
3.1.2 Плотности состояний LDA+DMFT и LDA'+DMFT
3.1.3 Спектральные функции LDA+DMFT и LDA'+DMFT
3.1.4 Оптическая проводимость LDA+DMFT и LDA'+DMFT
3.1.5 Сравнение LDA+DMFT и LDA'+DMFT результатов с фотоэмиссион-
ными спектрами
3.2 Сильно-коррелированные металлы: ЭгУОз, Sr2Ru04
3.2.1 Зонные структуры LDA и LDA'
3.2.2 Плотности состояний LDA+DMFT и LDA'+DMFT
3.2.3 Сравнение LDA+DMFT- и LDA'+DMFT результатов с фотоэмиссион-
иыми спектрами
3.3 Величины поправки на двойной учёт в расчётах оксидов
Глава 4. ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА НОВЫХ ВТСП СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
4.1 Системы REOFeAs (RE=La,Ce,Pr,Nd,Sm,Y)
4.2 Система AFe2As2 (А=Ва, Sr)
4.3 Система LiFeAs
4.4 Система AFFeAs (A=Ca,Sr)
4.5 Система KiFe2-2,Se2
4.5.1 Зонные структуры LDA и LDA': KFe2Se2 .
4.5.2 LDA+DMFT и LDA'+DMFT результаты для К0 76Fei 72Se2
4.5.3 Сравнение спектральных функций LDA+DMFT и LDA'+DMFT с ARPES
для К0 76Fei 72Se2
4.5.4 Зависимость электронных свойств KiFeSej от степени легирования
4.6 Влияние высоты аниона над плоскостью атомов железа на температуру сверхпроводящего перехода
4.7 Другие системы аналогичные новым ВТСП на основе железа
4.7.1 Система SrPt2As2
4.7.2 Система BaFe2Se3
4.7.3 Система APt3P (A=Sr,La)

4.8 Система АРёгАвг (A=Sr,Ca,Ba)
Глава 5. УЧЕТ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В DMFT+E ПОДХОДЕ
5.1 Кластерные обобщения DMFT
5.2 Обобщенный DMFT+Efc подход
5.3 Применения DMFT+E подхода
5.3.1 Сильно коррелированные системы в псевдощелевом состоянии
5.3.2 Электрон-фононное взаимодействие
Глава 6. ПРИМЕНЕНИЕ LDA+DMFT+E ПОДХОДА ДЛЯ УЧЕТА ПСЕВ-ДОЩЕЛЕВЫХ ЭФФЕКТОВ В ВТСП КУПРАТАХ
6.1 Система Bi2212
6.2 Система NCCO
6.2.1 Система NCCO в модели Эмери
6.3 Система РССО
6.4 Система LSCO
Глава 7. ОСОБЕННОСТИ (КИНКИ) ЧИСТО ЭЛЕКТРОННОЙ ПРИРОДЫ В ЭЛЕКТРОННОЙ ДИСПЕРСИИ СИЛЬНО КОРРЕЛИРОВАННЫХ СИСТЕМ
7.1 Механизм возникновения кинков чисто электронной природы
7.1.1 Кинки в СЭЧ
7.1.2 Энергетическое положение кинков в СЭЧ
7.1.3 Эффективное дисперсионное соотношение
7.2 Электронные кинки в реальных системах: ЯгУОз
7.3 Критерий сосуществования электронных и фононных кинков
Глава 8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Основные результаты
Глава 9. БЛАГОДАРНОСТИ

Существующие реализации DMFT алгоритма различаются в основном тем, как решается эффективная примесная модель Андерсона (пункт 4). Для решения эффективной примесной модели Андерсона применяют ряд приближенных аналитических методов: итеративная теория возмущений (iterative perturbation theory) DMFT(IPT) [9], приближение непе-ресекающихся диаграмм (non-crossing approximation) DMFT(NCA) [105, 106], приближение диаграмм с одним пересечением (one-crossing approximation) DMFT(OCA) [104, 107], предел больших U для NCA (symmetrized finite-U NCA) DMFT(SUNCA) [108] и др. Среди всех возможных методов решения примесной модели Андерсона основными являются численно точные методы: метод квантового Монте-Карло со вспомогательными псевдо-изинговыми полями (алгоритм Хирша-Фая) (Hirsch-Fye quantum Monte Carlo method) DMFT(HF-QMC) [109, 110, 111, 112, 113, 114]; численная ренормгруппа (numerical renormalization-group) DMFT(NRG) [115, 116, 117, 118]; метод точной диагонализации (exact diagonalization) DMFT(ED) [119, 120]; метод квантового Монте-Карло с непрерывным временем (continuoustime quantum Monte Carlo method) DMFT(CT-QMC) [121, 122] и др.
Различные численно точные методы имеют различные области применения: DMFT(HF-QMC) эффективен для решения многоорбитальной модели Хаббарда при высоких температурах; DMFT(NRG) - для решения одно-, двух- орбитальной задачи при любых температурах; DMFT(ED) - позволяет рассматривать ограниченное число орбиталей при любых температурах, но требует значительных затрат компьютерных и временных ресурсов; DMFT(CT-QMC) позволяет решать многоорбитальную модель при любых температурах, и на данный момент активно развивается.
Однако, модель Хаббарда, как и любая модель, оперирует с модельными параметрами, которые для реальных кристаллических соединений, подлежат определению в рамках других методов.
2.2.1 Проблемы теории динамического среднего поля
Отметим, что в силу локального характера СЭЧ в DMFT (уравнения (2.20) и (2.41)), в рамках LDA+DMFT подхода не удается успешно описать соединения, в которых существенны нелокальные корреляционные эффекты. Для данных соединений существуют специальные подходы: приближение динамического кластера (dynamical cluster approximation) DCA [207, 208, 209] (требует значительной затраты компьютерных и временных ресур-