Arbeitsgruppe Vollhardt

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Prof. Dr. Dieter Vollhardt

Lehrstuhl für Theoretische Physik III
Elektronische Korrelationen und Magnetismus
Institut für Physik
Universität Augsburg
D-86135 Augsburg
Germany

Office Büro: 4A 408, EKM-Building

Telefon: +49 - 821 - 598 - 3700

Email: Dieter.Vollhardt@Physik.Uni-Augsburg.DE

Wissenschaftlicher Lebenslauf

Dieter Vollhardt studierte von 1971 bis 1976 Physik an der Universität Hamburg. Es folgte ein dreijähriger Forschungsaufenthalt bei Professor Kazumi Maki an der University of Southern California in Los Angeles (USA) als Stipendiat der Studienstiftung des Deutschen Volkes. Während dieser Zeit beschäftigte er sich mit der Theorie kritischer Ströme im supraflüssigen Helium3, dem Thema seiner Diplomarbeit (1977) und seiner Promotion (1979) an der Universität Hamburg. Von 1979 bis 1984 arbeitete Dieter Vollhardt als wissenschaftlicher Mitarbeiter von Professor Peter Wölfle - und von 1984 bis 1987 als Heisenberg-Stipendiat der DFG - am Max-Planck-Institut für Physik und Astrophysik (Heisenberg-Institut) in München. In diese Zeit fallen mehrere Gastaufenthalte an Forschungseinrichtungen in den USA., u.a. am Institute for Theoretical Physics, Santa Barbara, und den Bell Laboratories, Murray Hill. 1984 habilitierte er sich an der TU München mit einer Arbeit über die Theorie korrelierter Fermisysteme. Im Jahr 1987 wurde Dieter Vollhardt auf den Lehrstuhl für Theoretische Physik C und die Stelle eines Direktors am Institut für Theoretische Physik an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen berufen. 1996 nahm er dann einen Ruf auf den neuen, vom Freistaat Bayern eingerichteten Lehrstuhl für Theoretische Physik III (Elektronische Korrelationen und Magnetismus) an der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Augsburg an.

Dieter Vollhardts Forschungsgebiete sind die Theorie elektronischer Korrelationen und des Magnetismus, insbesondere die realistische Modellierung elektronisch korrelierter Materialien (siehe Physics Today, März 2004), ungeordnete Systeme sowie normal- und supraflüssiges Helium3. Er ist Autor (mit P. Wölfle, Karlsruhe) des Buches The Superfluid Phases of Helium3 (Taylor & Francis, 1990). Als deutscher Vertreter in der Kommission C5 (Tiefe Temperaturen) der International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP) während 1999 -2005 hat er an dem 2004 erschienenen Buch "Physics Now" der IUPAP mitgearbeitet, das einen Überblick über den aktuellen Stand der Physik gibt. Er ist Sprecher der DFG-Forschergruppe FOR1346 Dynamical Mean-Field Approach with Predictive Power for Strongly Correlated Materials.

Anlässlich seines 60. Geburtstages fand im September 2011 in Augsburg der International Workshop on Electronic Correlations in Models and Materials statt.

Forschungsgebiete

ab initio Berechnung elektronisch korrelierter Materialien

Durch Verbindung konventioneller Methoden zur Berechnung der elektronischen Bandstruktur (Lokale Dichte-Näherung: LDA) mit der Dynamischen Molekularfeld-Theorie (DMFT) für Vielteilchen-Systeme wurde in den letzten Jahren der neue ab initio Zugang LDA+DMFT entwickelt. Er erlaubt die Untersuchung elektronisch korrelierter Materialien und wird von uns insbesondere benutzt um Photoemissions- und Photoabsorptionsspektren von Übergangsmetalloxiden in enger Zusammenarbeit mit experimentellen Arbeitsgruppen zu berechnen.

Metall-Isolator-Übergänge in elektronischen Systemen

Phasenübergange zwischen metallischen, nicht-metallischen, magnetisch geordneten und ungeordneten Zuständen in elektronischen Systemen werden im Rahmen der Dynamischen Molekularfeld-Theorie (DMFT) mit Hilfe von Quanten-Monte-Carlo-Verfahren bei endlichen Temperaturen sowie der Numerischen Renormierungsgruppe und anderen Methoden untersucht. Damit soll unter anderem auch der Einfluß von Unordnung, Frustration und Dotierung auf die Übergänge verstanden werden.

Mikroskopische Theorie des Magnetismus

Die mikroskopischen Voraussetzungen für die Stabilität langreichweitig geordneter magnetischer Zustände in elektronisch stark korrelierten Isolatoren und Metallen sowie deren Eigenschaften werden mit einer breiten Palette theoretischer Zugänge (rigorose Methoden, Störungstheorie bei schwacher und starker Kopplung in niedrigen und hohen Dimensionen, Variationsverfahren, Quanten-Monte-Carlo-Rechnungen, Numerische Renormierungsgruppe) untersucht.

Korrelierte Elektronen im Nichtgleichgewicht

Die Zeitentwicklung korrelierter Elektronen wird mit Nichtgleichgewichts-DMFT untersucht. Dieser Zugang ermöglicht insbesondere die Beschreibung sogenannter Pump-Probe-Experimente, bei denen das Elektronensystem zunächst mit einem ersten Laserpuls angeregt und dann nach einer einstellbaren Zeit mit einem zweiten Laserpuls analysiert wird.

Korrelierte bosonische Systeme

Die Eigenschaften korrelierter Gitter-Bosonen werden im Rahmen der neu entwickelten bosonischen dynamischen Molekularfeld-Theorie (B-DMFT) untersucht. Dabei wird insbesondere die dynamische Kopplung zwischen normalen und kondensierten Bosonen explizit berücksichtigt.

Methodenentwicklung

Es werden neue analytische und numerische Zugänge für die nicht-störungstheoretische Untersuchung von Korrelationsphänomenen in quantenmechanischen Gittermodellen entwickelt.