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Forschungsgebiete

Ab-initio-Berechnung elektronisch korrelierter Materialien

Durch Verbindung konventioneller Methoden zur Berechnung elektronischer Bandstrukturen (Lokale Dichte-Näherung: LDA) mit der Dynamischen Molekularfeld-Theorie (DMFT) für Vielteilchen-Systeme wurde in den letzten Jahren der ab initio Zugang LDA+DMFT entwickelt. Er erlaubt die mikroskopische Untersuchung der Eigenschaften elektronisch korrelierter Materialien.

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, der Numerischen Renormierungsgruppe und anderen Methoden untersucht. Dabei wird insbesondere der Einfluß von Unordnung, Frustration und Dotierung auf die Übergänge erforscht.

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 (exakte analytische 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.

Literatur

Einführende Literatur:

Lecture Notes: