Особенности флуктуационного нарушения магнитного порядка в системах с сильными электронными корреляциями (1104155)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Физический факультетМосковского государственного университета им. М.В. ЛомоносоваНа правах рукописиАнтипов Андрей ЕвгеньевичОсобенности флуктуационного нарушениямагнитного порядка в системах с сильнымиэлектронными корреляциями01.04.09 – Физика низких температурАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукМосква – 2011Работа выполнена на кафедре квантовой электроники физическогофакультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова.Научный руководитель:доктор физико-математических наук,доцент Рубцов Алексей Николаевичкандидат физико-математических наук,доцент Мазуренко Владимир Владими­ровичдоктор физико-математических наук,член-корреспондент РАН, заведующийсектором теории твердого тела АрсеевПетр ИваровичИнститут физики высоких давленийРАНОфициальные оппоненты:Ведущая организация:Защита состоится « 20 » октября 2011 г.

в 16 часов на заседаниидиссертационного совета Д.501.001.70 при Московском государственном уни­верситете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-2, Москва, Ленин­ские горы, д. 1, стр. 35, конференц-зал центра коллективного пользованияфизического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Физического факультетаМосковского государственного университета имени М.В.

Ломоносова.Автореферат разослан «»2011 г.Отзывы и замечания по автореферату в двух экземплярах, заверенные печа­тью, просьба высылать по вышеуказанному адресу на имя ученого секретарядиссертационного совета.Ученый секретарьдиссертационного совета Д. 501.001.70,доктор физико-математических наук,профессор2Плотников Г.C.Общая характеристика работыДиссертационная работа посвящена теоретическому исследованию осо­бенностей магнетизма систем с сильными электронными корреляциями в слу­чае наличия сильных флуктуаций спина и орбитального момента.

Под систе­мами с сильными корреляциями подразумеваются ансамбль многих частиц,свойства которого не могут быть описаны в рамках парадигмы элементар­ных возбуждений. Отсутствие явного малого параметра требует использо­вания численных теоретических методов, интерполирующих между режима­ми, доступными для аналитического исследования. В системах с сильнымиэлектронными корреляциями таким методом является динамическая теориясреднего поля[1].

Нелокальные корреляции электронов системы и многоорби­тальный характер их взаимодействия являются основной трудностью даннойтеории в настоящий момент. Эти два вопроса являются предметом исследо­вания данной работы.Коррелированные электронные системы обладают интересными свойства­ми элементарных возбуждений при низких температурах, связанных с кон­куренцией квантовой делокализации электронов на решетке и их локальнымкулоновским взаимодействием. Следствием является структурное многообра­зие рассматриваемых веществ, сложность их фазовых диаграмм. В природетакие вещества являются соединениями переходных металлов с неспаренны­ми валентными электронами в 3 и 4 оболочках (в отдельных случаях 5 ,сюда также можно отнести некоторые случаи -оболочек в органических ма­териалах).Для рассматриваемых систем характерен ряд наблюдаемых эффектов.Наиболее известным из них является высокотемпературная сверхпроводи­мость в купратах.

Большая часть современных магнетиков обладают силь­ными электронными корреляциями, поскольку наличие в них нескомпенсиро­ванного магнитного момента обусловлено неполным заполнением валентнойоболочки в переходных металлах. В этой связи уместно упомянуть системы“тяжелых фермионов” и Кондо-решетки, а также эффект гигантского магне­тосопротивления в множестве материалов, в том числе La Sr1− O3 [2].Теоретическое описание магнитных свойств систем с сильными электрон­ными корреляциями крайне затруднено. С одной стороны, использованиетрадиционных среднеполевых подходов, как, например, критерий Стонераприводит к существенной переоценке вероятности образования ферромагнит­3ного упорядочения.

Магнитные моменты в системах с сильными электрон­ными корреляциями не являются локализованными, поэтому модель Гейзен­берга для описания магнитного упорядочения на решетке часто оказываетсянеприменимой. С другой стороны, сложившаяся среднеполевая схема изуче­ния систем с сильными электронными корреляциями применима тогда, когданелокальные корреляции в системе пренебрежимо малы (собственно-энерге­тическая функция не зависит от квазиимпульса электрона), что существенноограничивает описание решеточного магнитного упорядочения. Кроме того,необходимость использования численных методов вплоть до недавнего вре­мени не давала возможности учитывать термовую структуру исследуемыхсистем, что в свою очередь приводило к невозможности описания таких эф­фектов, как орбитальное упорядочение в системе, а также служило источ­ником ошибок при реалистических расчетах различных соединений. В дан­ной работе применение метода дуальных фермионов [3], а также использова­ние разработанной многопроцессорной версии алгоритма квантового методаМонте-Карло в непрерывном времени [4] позволило исследовать указанныепроблемы.Цель диссертационной работы состояла в теоретическом исследова­нии особенностей нарушения магнитного порядка в сильнокоррелированныхэлектронных системах в случае наличия сильных спиновых флуктуаций, вы­званных фрустрацией решетки, и изменения характеристик моттовского фа­зового перехода из металлического в антиферромагнитное состояние при на­личии дополнительных орбитальных степеней свободы.Актуальность работы определяется сочетанием фундаментальностиисследованных в работе физических проблем, применением новейших мето­дов численного моделирования и использования теоретических моделей, ра­нее недоступных для исследования.Научная новизна результатов диссертации состоит в реализации рас­четной схемы метода дуальных фермионов для модели Хаббарда на треуголь­ной решетке, реализации многопроцессорной версии алгоритма метода кван­тового Монте-Карло в непрерывном времени для решения примесной моделиАндерсона (CT-QMC), изучения состояния спиновой жидкости в рамках се­мейства среднеполевых методов решения модели Хаббарда, расчета магнит­ной восприимчивости многоорбитальной модели Хаббарда, получения функ­ции Грина и спектральной функции для гамильтониана с полной матрицейкулоновского взаимодействия.4Практическая значимость Результаты, изложенные в диссертации,обладают предсказательной силой и могут быть использованы для количе­ственно точного моделирования экспериментально реализуемых систем - ок­сидов переходных металлов, оптических решеток, систем с тяжелыми ферми­онами, ВТСП-купратов итд.На защиту выносятся следующие основные результаты и по­ложения:∙ Модель Хаббарда при полузаполнении на треугольной решетке в конеч­ном интервале параметра / обладает фазой без дальнего магнитногопорядка - спиновой жидкостью.

Данная фаза характеризуется наличи­ем локализованного магнитного момента и обладает меньшей полнойэнергией, чем металлическое и антиферромагнитное состояния.∙ В формировании состояния спиновой жидкости важную роль играюткорреляции синглетного типа, которые могут быть описаны в рамкахметода дуальных фермионов.∙ Метод дуальных фермионов является чувствительным по отношениюк динамическим корреляциям в системе, в то время как статическоеупорядочение может быть эффективно описано в рамках динамическойтеории среднего поля.∙ Учет полной матрицы кулоновского взаимодействия приводит к изме­нению характеристик фазового перехода металл-изолятор в многоор­битальной модели Хаббарда: понижению температуры перехода призаданной величине кулоновского взаимодействия на каждом узле ре­шетки и увеличению критического при фиксированной температуре.Различие в температурах перехода становится более существенным придопировании системы электронами или дырками.∙ Различная степень вырождения основного состояния полного гамиль­тониана и гамильтониана с взаимодействием плотность-плотность при­водит к различию в характере металлических фаз: в первом случае вплотности состояний одночастичных возбуждений в двухорбитальноймодели Хаббарда при полузаполнении присутствует центральный «кон­довский» пик, во втором такого пика нет.Апробация работы происходила на следующих конференциях:51.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации