Stark korrelierte Multiniveau-Elektronensysteme

Abstract (German)

Diese Arbeit befasst sich mit der Beschreibung von stark korrelierten Multiniveau-Elektronensystemen in Festkoerpern. Die Vielzahl der in der Natur auftretenden Fragestellungen um derartige Multilevelprobleme ist derart gross, dass sich diese Arbeit auf einige Vertreter dieser korrelierten Systeme beschraenkt. Die Auswahl der behandelten Materialien wurde so getroffen, dass am Ende dieser ...

Abstract (German)

Diese Arbeit befasst sich mit der Beschreibung von stark
korrelierten Multiniveau-Elektronensystemen in Festkoerpern.
Die Vielzahl der in der Natur auftretenden Fragestellungen
um derartige Multilevelprobleme ist derart gross, dass sich diese Arbeit
auf einige Vertreter dieser korrelierten Systeme beschraenkt.
Die Auswahl der behandelten Materialien wurde so getroffen, dass
am Ende dieser Arbeit, unterstuetzt durch die konsequente Wahl
von immer komplexeren Problemstellungen, eine Methode zur Verfuegung
steht, mit der entartete und nicht entartete Multiniveausysteme unter dem
Einfluss von starken lokalen Korrelationen naeherungsweise
geloest werden koennen. Hierbei wurde zur Loesung des
Vielteilchenproblems die dynamische Molekularfeldtheorie (DMFT) verwendet,
mit der es, wie an einigen Beispielen dargelegt, auch moeglich ist,
symmetriegebrochene Phasen zu untersuchen.
Insbesondere steht in der vorliegenden Arbeit die Verknuepfung der
Vielteilchentheorie in der dynamischen Molekularfeldnaeherung
mit der Dichtefunktionaltheorie in lokaler Dichteapproximation (LDA), einer
effektiven Einteilchentheorie, im Vordergrund.
Die Verbindung dieser zwei Methoden ermoeglicht es, die Vorteile
beider Theorien in einem parameterfreien Rechenschema zu nutzen.
Hierbei fliessen die Einteilcheneigenschaften sowie die
Wechselwirkungsparameter, die durch die LDA in guter Qualitaet bestimmt
werden koennen, in die DMFT-Rechnung ein. Die mit dem Experiment erzielten
Uebereinstimmungen stellen in eindrucksvoller Weise das hohe Potenzial
dieser Methode dar, mit der Mott-Isolatoren, itinerante Ferromagnete
sowie heavy-fermion-Systeme materialwissenschaftlich untersucht
werden koennen.

Translation of the abstract (English)

The scope of this dissertation is the description of strongly correlated multi-level electronsystems in solids. The variety of questions considering these multi-level problems is complex. Therefore this work is focusing on representatives of correlated materials only. The problems were chosen with increasing complexity such, that in the end one has a general approximative solution of ...

Translation of the abstract (English)

The scope of this dissertation is the description of strongly
correlated multi-level electronsystems in solids. The variety of
questions considering these multi-level problems is complex.
Therefore this work is focusing on representatives of correlated
materials only. The problems were chosen with increasing complexity
such, that in the end one has a general approximative solution of
degenerate or non-degenerate multi-level systems.
The solution of the many-particle problem was treated within the
dynamical meanfield theory (DMFT). The kinetic aspect was taken into
account by the use of density functional theory (DFT) with local
density approximation (LDA). The combination of these two standard
methods (LDA+DMFT) leads to a parameter free calculation scheme.
One-particle energies, interaction parameters as well as the
bandstructure were determined by the use of the DFT and were
taken as an input to the DMFT scheme. The results
are in good agreement with experiment and thus underline the
abilities of the suggested method in describing Mott-insulators,
ordering driven by correlations, itinerant ferromagnetic materials
and heavy-fermion systems.

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