Научная тема: «ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ СИЛЬНО КОРРЕЛИРОВАННЫХ СИСТЕМ ОБОБЩЕННЫМИ МЕТОДАМИ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ ДИНАМИЧЕСКОГО СРЕДНЕГО ПОЛЯ»
Специальность: 01.04.07
Год: 2014
Отрасль науки: Физико-математические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  • Нетривиальная зависимость LDA+DMFT решения модели Эмери для N^CuO^ от величины поправки на двойной учет. Определены области существования диэлектрического решения с переносом заряда для модели Эмери в зависимости от величины поправки на двойной учет при различных параметрах модели.
  • Согласованный метод исключения двойного учета локальных кулоновских электрон-электронных корреляций - LDA´+DMFT, основанный на явном исключении коррелированных состояний из определения зарядовой плотности, используемой для расчета обменно-корреляционного потенциала в LDA расчетах, что оставляет в LDA только локальные взаимодействия типа Хартри, имеющие известный аналитический вид, которые затем дополнительно вычитаются из LDA гамильтониана, в то время как локальные корреляции точно описываются в рамках DMFT.
  • Результаты LDA´+DMFT расчетов хорошо изученных в литературе типичных представителей сильно коррелированных систем: диэлектриках с переносом заряда MnO, NiO, СоО и сильно коррелированных металлов ЭгУОз и S2RuO4: карты спектральных плотностей и парциальные и поорбитальные плотности состояний. Увеличение энергии зарядового переноса за счет более отталкивающего потенциала для всех выбранных систем в LDA´+DMFT методе. Хорошее согласие с экспериментальными данными по рентгеновской фотоэмиссии.
  • LDA расчеты электронной структуры новейших слоистых ВТСП на основе ферропник-тидов: ReOFeAs (Re=La,Ce,Pr,Nd,Sm) и AFe2As2 (A=Ba,Sr), LiFeAs, AFFeAs (A=Sr,Ca), демонстрирующие, что во всех перечисленных системах электронные свойства в окрестности уровня Ферми определяются Fe-3d(t2fl) состояниями двумерного слоя, состоящего из FeAs4 тетраэдров, а также показавшие схожесть квазидвумерной топологии поверхности Ферми: 2-3 дырочных цилиндра в центре зоны Бриллюена и 2 электронных в углах для всех упомянутых систем, что привело к формулировке минимальной модели, достаточной для описания электронных свойств данных систем.
  • LDA расчеты электронных свойств новейших слоистых ВТСП на основе железа - халько-генидов железа (K,Cs)Fe2Se2 и сравнение их электронных свойств с ВТСП пниктидами в несверхпроводящей фазе, из которого видно, что система (K,Cs)Fe2Se2 имеет существенно отличную топологию поверхности Ферми, а аналогичная пниктидам структура поверхности Ферми в (K,Cs)Fe2Se2 возникает при 60% дырочном легирования из расчета на один атом железа.
  • Теоретическое объяснение экспериментальной зависимости температуры сверхпроводящего перехода в новых ВТСП на основе железа от высоты аниона над плоскостью атомов железа Aza в рамках формулы Аллена-Дайнса для Тс и обеспечивается изменением величины полной LDA плотности состояний на уровне Ферми, которая в свою очередь зависит от силы гибридизации железо-лиганд и имеет максимум при Aza=1.38A.
  • Расчет электронной структуры ВТСП халькогенида железа Ка-аТе2-уЭе2 в рамках метода LDA+DMFT и LDA´+DMFT, показавший, что в отличии от пниктидов данная система более коррелирована: квизичастичная масса в сравнении с зонной возрастает в 5 раз в Ko.76Fei.72Se2 (дырочное легирование около 25%), в отличии от пниктидов с перенормировкой квазичастичной массы равной 2 при одинаковых величинах параметров кулонов-ского взаимодействия, однако при уменьшении величины дырочного легирования система Ko.76Fei.72Se2 становится менее коррелирована, чем стандартные пниктиды.
  • Обобщенный метод DMFT+S, позволяющий учитывать взаимодействия сильно коррелированных электронов с коллективными возбуждениями не содержащимися в модели Хаббарда. В частности, в качестве дополнительных взаимодействий были выбраны взаимодействия коррелированных электронов с псевдощелевыми АФМ флуктуациями ближнего порядка, а также взаимодействия коррелированных электронов с фононами. Результаты DMFT+S расчетов модельных расчетов согласуются с ARPES данными для ВТСП купратов в псевдощелевой фазе: на картах поверхности Ферми, видна качественная картина "разрушения" поверхностей Ферми и образования "дуг" Ферми. В случае электрон-фононного взаимодейтвия DMFT+S расчеты позволяют описать характерные кинки (изломы) электронной дисперсии также наблюдающиеся в эксперименте.
  • Результаты LDA+DMFT+S расчетов без подгоночных параметров псевдощелевого поведения в нормальной фазе недодопированых дырочных ВТСП купратов Bi2Ca2SrCu208-<s и L^Sr-cCuOzi, а также электронных ВТСП Кс12-жСежСи04 и Рг2_жСежСи04, демонстрирующие полуколичественное согласие с результатами ARPES экспериментов. Отличия электронной структуры, полученной в рамках зонных расчетов, приводящие к качественно разной картине разрушения поверхности Ферми в данных классах ВТСП систем.
  • Новый (чисто электронный) механизм формирования изломов ("кинков") в электронном спектре сильно коррелированных систем, связанный с особенностями спектральной плотности таких систем - существованием в ней вклада от хорошо разделенных (по энергии) хаббардовских зон и центрального пика, причем эти "кинки" возникают при энергиях, существенно превышающих характерные энергии фононов, и определяются только зонной структурой и факторами перенормировки теории Ферми-жидкости. Критерий сосуществования "кинков" чисто электронной (корреляционной) природы и фононных "кинков" получен в рамках DMFT+S расчетов.
Список опубликованных работ
Al. Nekrasov LA. Consistent LDA´+DMFT - an unambiguous way to avoid double counting problem: NiO test / LA. Nekrasov, N.S. Pavlov, M.V. Sadovskii // Письма в ЖЭТФ. -2012. -Т. 95. -С. 659.

А2. Nekrasov LA. Consistent LDA´+DMFT fpproach to the electronic structure jf transition metal oxides: charge transfer insulators and correlated metals / LA. Nekrasov, N.S. Pavlov, M.V. Sadovskii // ЖЭТФ. -2013. -T. 143. -C. 713.

A3. Nekrasov LA. High temperature superconductivity in transition metal oxypnictides: a rare-earth puzzle? / LA. Nekrasov, Z.V. Pchelkina, M.V. Sadovskii // Письма в ЖЭТФ. -2008. -Т. 87. -С. 647.

А4. Nekrasov LA. Electronic structure of prototype AFe2As2 and ReOFeAs high-temperature superconductors: a comparison / LA. Nekrasov, Z.V. Pchelkina, M.V. Sadovskii // Письма в ЖЭТФ. -2008. -Т. 88. -С. 155.

А5. Nekrasov LA. Electronic Structure of New LiFeAs High-Tc Superconductor / LA. Nekrasov, Z.V. Pchelkina, M.V. Sadovskii // Письма в ЖЭТФ. -2008. -Т. 88. -С. 621.

А6. Nekrasov LA. Electronic Structure of New AFFeAs Prototype of Iron Arsenide Superconductors / LA. Nekrasov, Z.V. Pchelkina, M.V. Sadovskii // Письма в ЖЭТФ. -2008. -Т. 88. -С. 777.

А7. Nekrasov LA. Electronic structure, topological phase transitions and superconductivity in (K,Cs)aiFe2Se2 / LA. Nekrasov, M.V. Sadovskii // Письма в ЖЭТФ. -2011. -Т. 93. -С. 182.

А8. Nekrasov LA. Electronic structure of novel multiple-band superconductor SrPt2As2 / LA. Nekrasov, M.V. Sadovskii // Письма в ЖЭТФ. -2010 -Т. 92. -С. 833.

А9. Medvedev M.V. Electronic and magnetic structure of possible iron based superconductor BaFe2Se3 / M.V. Medvedev, LA. Nekrasov, M.V. Sadovskii // Письма в ЖЭТФ -2012. -Т. 95. -С. 37.

А10. Nekrasov LA. Electronic structure of new multiple band Pt-pnictide superconductors APtsP / LA. Nekrasov, M.V. Sadovskii // Письма в ЖЭТФ. -2012. -Т. 96. -С. 243.

All. Nekrasov LA. Comparative study of electronic structure of new superconductors (Sr,Ca)Pd2As2 and related compound BaPd2As2 / LA. Nekrasov, M.V. Sadovskii // Письма в ЖЭТФ. -2013. -Т. 98. -С.

28.

А12. Sadovskii, M.V. Iron based superconductors: Pnictides versus chalcogenides / M.V.Sadovskii, E.Z.Kuchinskii, LA.Nekrasov // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2012. - V.324. - P.3481.

A13. Kuchinskii E.Z. Anion height dependence of Tc and density of states in iron based superconductors / E.Z. Kuchinskii, LA. Nekrasov, M.V. Sadovskii // Письма в ЖЭТФ. -2010ю -Т. 91. -С. 567.

А14. Nekrasov, LA. LDA´+DMFT investigation of electronic structure of Ki_aiFe2-ySe2 superconduc-tor / LA. Nekrasov, N.S. Pavlov, M.V.Sadovskii // Письма в ЖЭТФ. - 2013. - Т. 97. - С. 18.

А15. Nekrasov, LA. Doping Dependence of Correlation Effects in Ki_aiFe2-ySe2 Superconductor: LDA´+DMFT Investigation / I.A.Nekrasov, N.S. Pavlov, M.V. Sadovskii // ЖЭТФ -2013. -Т. 144. -С. 1061.

A16. Кучинский Э.З. Обобщённая теория динамического среднего поля в физике сильнокоррелированных систем / Э.З. Кучинский, И.А. Некрасов, М.В. Садовский // УФН. -2012. -Т. 182. -С. 345.

А17. Kuchinskii E.Z. Pseudogaps: introducing the length scale into dynamical mean-field theory / E.Z. Kuchinskii, LA. Nekrasov, M.V. Sadovskii // ФНТ. -2006. -T. 32. -C. 528.

A18. Kuchinskii E.Z. Interplay of electron-phonon interaction and strong correlations: DMFT+S study / Kuchinskii E Z, Nekrasov I A, Sadovskii M V // Phys. Rev. В -2009. -V. 80. -p. 115124.

A19. Sadovskii M.V. Interplay of electron-phonon interaction and strong correlations: DMFT+S approach / M.V. Sadovskii , E.Z. Kuchinskii, LA. Nekrasov // J. Phys. Chem. Solids. -2011. -V. 72. -p. 366.

A20. Kuchinskii E.Z. "Destruction" of the Fermi surface due to pseudogap fluctuations in strongly correlated systems / E.Z. Kuchinskii, LA. Nekrasov, M.V. Sadovskii // Письма в ЖЭТФ. -2005. -Т. 82. -С. 217.

А21. Sadovskii M.V. Destruction of the Fermi Surface due to Pseudogap Fluctuations in Correlated Systems / M.V.Sadovskii, E.Z.Kuchinskii, I.A.Nekrasov // Physica С 460-462, 1084 (2007).

А22. Kuchinskii, E.Z. Pseudogap behavior in РягСагЭгСигОв: results of generalized dynamical mean-field approach / E.Z.Kuchinskii, I.A.Nekrasov, M.V.Sadovskii // ЖЭТФ. -2007. -T. 131. -C. 908.

A23. Nekrasov LA. Pseudogap Behavior in Normal Underdoped Phase of Bi2212: LDA+DMFT+Sfc / LA. Nekrasov, E.Z. Kuchinskii, Z.V. Pchelkina, M.V. Sadovskii // Physica С -2007. -V. 460-462. -p. 997.

A24. Nekrasov LA. ARPES spectral functions and Fermi surface for Lai.86Sro.i4Cu04 compared with LDA+DMFT+S calculations / LA. Nekrasov, E.E. Kokorina, E.Z. Kuchinskii, M.V. Sadovskii, S. Kasai, A. Sekiyama, S. Suga // ЖЭТФ -2010. -T. 137. -C. 1133.

A25. Nekrasov LA. Comparative study of electron- and hole-doped high-Tc compounds in pseudogap regime: LDA+DMFT+Sfc approach / LA. Nekrasov, E.E. Kokorina, E.Z. Kuchinskii, Z.V. Pchelkina, M.V. Sadovskii // J. Phys. Chem. Solids -2008. -V. 69. -p. 3269.

A26. Kokorina E.E. Origin of "hot-spots" in the pseudogap regime of Ndi.85Ce0.i5CuO4: LDA+DMFT+S study / E.E.Kokorina, E.Z.Kuchinskii, I.A.Nekrasov, Z.V.Pchelkina, M.V.Sadovskii, A.Sekiyama, S.Suga, M.Tsunekawa // ЖЭТФ -2008 -Т. 134. -С. 968.

A27. Nekrasov, LA. Electronic structure of Рг2-жСежСи04 studied via ARPES and LDA+DMFT+Sk / I.A.Nekrasov, N.S.Pavlov, E.Z.Kuchinskii, M.V.Sadovskii, Z.V.Pchelkina, V.B.Zabolotny, J.Geck, B.Buchner, S.V.Borisenko, D.S.Inosov, A.A.Kordyuk, M.Lambacher, A.Erb // Phys. Rev. B. -2009. -V. 80.- P. 140510(R).

A28. Nekrasov, LA. Pseudogap phase of high-Tc compunds described within the LDA+DMFT+S approach / LA. Nekrasov, E.Z. Kuchinskii, M.V. Sadovskii // J. Phys. Chem. Solids -2011. -V. 72. -p. 371.

A29. Кучинский, Э.З. Псевдощелевое поведение в модели Эмери для электронно-допированного сверхпроводника Nd2-a;CeaiCu04: многозонный LDA+DMFT+Sk подход / Э.З.Кучинский, И.А.Некрасов, Н.С.Павлов // ЖЭТФ. - 2013. - Т.144. - С.379.

АЗО. Byczuk К. Kinks in the dispersion of strongly correlated electrons / K. Byczuk, M. Kollar, K. Held, Y.-F. Yang, I. A. Nekrasov, Th. Pruschke, D. Vollhardt // Nature Phys. -2007. -V. 3. -p. 168.