Effective dispersion of correlated electron systems

  • The subject of this thesis is an investigation of the metallic properties of strongly correlated electron systems within the frame of the dynamical mean-field theory. The primary focus concerns the influence of the Hund's rule coupling on the physics of metallic two-band systems. It is shown that the Hund's rule coupling leads to the emergence of a common low-energy scale in the two bands as the orbital-selective Mott phase is approached. The common scale emerges despite the significantly differing correlation strength in the two bands and can be seen in identical kink energies within the real parts of the two self energies. This observation is explained by means of the dynamical spin-susceptibilities which indicate a triplet formation in the two local orbitals due to the Hund's rule coupling. Additionally, the close connection between kinks and Kondo temperatures is verified also in the multiband case. The second focus of this thesis concerns the investigation of the stabilityThe subject of this thesis is an investigation of the metallic properties of strongly correlated electron systems within the frame of the dynamical mean-field theory. The primary focus concerns the influence of the Hund's rule coupling on the physics of metallic two-band systems. It is shown that the Hund's rule coupling leads to the emergence of a common low-energy scale in the two bands as the orbital-selective Mott phase is approached. The common scale emerges despite the significantly differing correlation strength in the two bands and can be seen in identical kink energies within the real parts of the two self energies. This observation is explained by means of the dynamical spin-susceptibilities which indicate a triplet formation in the two local orbitals due to the Hund's rule coupling. Additionally, the close connection between kinks and Kondo temperatures is verified also in the multiband case. The second focus of this thesis concerns the investigation of the stability of the orbital-selective Mott phase with respect to a ferromagnetic phase transition. The dynamical spin susceptibilities are observed to diverge at vanishing frequencies as soon as a nonvanishing Hund's rule coupling acts between the two orbitals. This observation is explained by means of a minimal Kondo-type model which captures the low-lying spin degrees of freedom in the orbital-selective Mott phase. Additionally, the minimal model explains the existence of a ferromagnetic instability in a physically transparent way.show moreshow less
  • In der vorliegenden Arbeit werden die metallischen Eigenschaften stark korrelierter Elektronensysteme im Rahmen der dynamischen Molekularfeldtheorie untersucht. Hierbei wird insbesondere auf den Einfluss der Hundschen Kopplung auf die Physik von metallischen Zweibandsystemen eingegangen. Zunächst wird gezeigt, dass die Hundsche Kopplung in der Nähe des orbitalselektiven Mottübergangs in beiden Bändern zu einer identischen Kohärenzskala führt, obwohl die beiden Bänder stark unterschiedliche Wechselwirkungsstärken aufweisen. Diese Energie zeigt sich insbesondere in identischen "Kinks" in den Realteilen der beiden Selbstenergien. Diese Beobachtung wird mittels des Verhaltens der dynamischen Spinsuszeptibilitäten erklärt. Es wird gezeigt, dass die Hundsche Kopplung zur Triplettbildung in den beiden lokalen Orbitalen führt. Zudem wird der enge Zusammenhang zwischen Kinks und Kondotemperaturen auch im Mehrbandfall bestätigt. Der zweite Schwerpunkt der Arbeit ist die Untersuchung derIn der vorliegenden Arbeit werden die metallischen Eigenschaften stark korrelierter Elektronensysteme im Rahmen der dynamischen Molekularfeldtheorie untersucht. Hierbei wird insbesondere auf den Einfluss der Hundschen Kopplung auf die Physik von metallischen Zweibandsystemen eingegangen. Zunächst wird gezeigt, dass die Hundsche Kopplung in der Nähe des orbitalselektiven Mottübergangs in beiden Bändern zu einer identischen Kohärenzskala führt, obwohl die beiden Bänder stark unterschiedliche Wechselwirkungsstärken aufweisen. Diese Energie zeigt sich insbesondere in identischen "Kinks" in den Realteilen der beiden Selbstenergien. Diese Beobachtung wird mittels des Verhaltens der dynamischen Spinsuszeptibilitäten erklärt. Es wird gezeigt, dass die Hundsche Kopplung zur Triplettbildung in den beiden lokalen Orbitalen führt. Zudem wird der enge Zusammenhang zwischen Kinks und Kondotemperaturen auch im Mehrbandfall bestätigt. Der zweite Schwerpunkt der Arbeit ist die Untersuchung der Stabilität der orbitalselektiven Mottphase bezüglich eines ferromagnetischen Phasenübergangs. Hier wird beobachtet, dass die dynamischen lokalen Spinsuszeptibilitäten bei verschwindenden Frequenzen divergieren, sofern eine beliebig kleine Hundsche Kopplung zwischen den lokalen Orbitalen besteht. Diese Beobachtung wird durch Reduktion des Systems in der orbitalselektiven Mottphase auf ein effektives minimales Spinmodell erklärt. Zudem wird die ferromagnetische Instabilität bestätigt.show moreshow less

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Metadaten
Author:Markus Greger
URN:urn:nbn:de:bvb:384-opus4-30916
Frontdoor URLhttps://opus.bibliothek.uni-augsburg.de/opus4/3091
Advisor:Dieter Vollhardt
Type:Doctoral Thesis
Language:English
Publishing Institution:Universität Augsburg
Granting Institution:Universität Augsburg, Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät
Date of final exam:2015/02/06
Release Date:2015/07/06
GND-Keyword:Starke Kopplung; Dynamische Molekularfeldtheorie; Ferromagnetische Phasenumwandlung; Elektronenkorrelation; Mean-Field-Theorie
Institutes:Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät
Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät / Institut für Physik
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik
Licence (German):Deutsches Urheberrecht