Влияние корреляционных эффектов на спектральные и магнитные свойства диэлектриков с переносом заряда
Диссертация
Результаты экспериментальных исследований магнитной структуры систем с переносом заряда также качественно отличаются от данных, полученных для моттовских диэлектриков. Основное отличие состоит в том, что в системах с переносом заряда наряду с антиферромагнетизмом, свойственным диэлектрикам Мотта, оказываются возможными обменные взаимодействия ферромагнитного характера. Результаты эксперимента… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Методы и приближения
- 1. 1. Подход функционала электронной плотноети (БРТ)
- 1. 2. Модельная теория динамического среднего поля (БМРТ)
- 1. 3. Формализм функций Ваннье
- 1. 4. Расчетные схемы на основе БГТ
- 1. 4. 1. Метод 1ЛЗА
- 1. 4. 2. Метод ЬБА+и
- 1. 4. 3. Метод 1ЮА+БМГТ
- 1. 5. Вычисление обменных интегралов модели Гайзенберга в формализме функций Грина
- Глава 2. Методика расчета обменных интегралов модели Гайзенберга и параметров взаимодействия Дзялошинского в базисе функций Ваннье
- 2. 1. Расчет обменных интегралов модели Гайзенберга
- 2. 2. Расчет параметров взаимодействия Дзялошинского
- 2. 3. Полная вычислительная схема первопринципного расчета магнитной структуры
- Глава 3. Магнитные свойства системы изолированных спиновых цепочек в ГлСигС^
- 3. 1. Кристаллическая структура ЫСигОг
- 3. 2. Результаты расчета параметров обменных взаимодействий в приближении ЬБА
- 3. 3. Результаты расчета обменных интегралов модели Гайзенберга в приближении ЬББА+и
- Глава 4. Магнитные свойства системы ортогональных спиновых димеров в 8гСи2(В03)
- 4. 1. Кристаллическая структура ЗгСи2(ВОз)
- 4. 2. Результаты расчета зонной структуры в приближении ЪБА
- 4. 3. Результаты расчета параметров обменных взаимодействий в приближении ЬБА
- 4. 4. Результаты расчета параметров взаимодействия Дзялошин-ского
- 4. 5. Результаты расчета обменных интегралов модели Гайзенберга в приближении ЬЗБА+и
- 4. 6. Сравнение с экспериментальными данными
- Глава 5. Спектральные свойства N
- 5. 1. Результаты расчета методом ЬБА+БМЕТ
- 5. 2. Моделирование фотоэмиссионных спектров с угловым разрешением
Список литературы
- de Boer J. H., Verwey E. J. W. Semi-conductors with partially and with completely filled 3d lattice bands // Proc. Phys. Soc. London Sect. A. -1937. -Vol. 49. -Я- 48. -P. 59 — 71.
- Peierls R. Discussion of the paper by de Boer and Verwey // Proc. Phys. Soc. London Sect. A. -1937. -Vol. 49. 48. -P. 72 -73.
- Mott N. F. The basis of the electron theory of metals, with special reference to the transition metals // Proc. Phys. Soc. London, Sect. A. -1949. -Vol. 62. -P. 416 422.
- Anderson P. W. New approach to the theory of superexchange interactions // Phys. Rev. -1959. -Vol. 115. -Я2- 115. -P. 2 12.
- Anderson P. W. Moment formation in solids / edited by W. J. L. Buyers // -New York and London, -1981. -P. 313 329.
- Hubbard J. Electron correlations in narrow energy bands // Proc. R. Soc. London Ser. A. -1963. -Vol. 276. -A/*^ 1365. -P. 238 257.
- Hubbard J. Electron correlations in narrow energy bands II. The degenerate band case // Proc. R. Soc. London Ser. A. -1963. -Vol. 277. -Лf- 1369. -P. 237 259.
- Hubbard J. Electron correlations in narrow energy bands III. An improved solution // Proc. R. Soc. London Ser. A. -1964. -Vol. 281. -Л/"-2 1386. -P. 401 419.
- Zaanen J., Sawatzky G. A., Allen J. W. Band gaps and electronic structure of transition-metal compounds// Phys. Rev. Lett. -1985. -Vol. 55. -N- 4. -P. 418 421.
- Born M., Oppenheimer R. Zur quantentheorie der molekeln // Ann. Phys. -1927. -Vol. 84. -P. 457 484.
- Anisimov V. L, Zaanen J., and Andersen 0. K. Band theory and Mott insulators: Hubbard U instead of Stoner J // Phys. Rev. B. -1991. -Vol. 44. -A/" — 3. -P. 943 954.
- Anisimov V. I., Aryasetiawan F. Lichtenstein A. I. First-principles calculations of the electronic structure and spectra of strongly correlated systems: the LDA + U method //J. Phys.: Condens. Matter. -1997. -Vol. 9. -A/*- 35. -P. 767 808.
- Hohenberg P., Kohn W. Inhomogeneous electron gas // Phys. Rev. B. -1964. -Vol. 136. -AT- 3B. -P. B864 B871.
- Kohn W., Sham L. J. Self-consistent equations including exchange and correlation effects // Phys. Rev. A. -1965. -Vol. 140. 4A. -P. A1133 A1138.
- Hedin L., Lundqvist B. Explicit local exchange-correlation potentials // J. Phys. C.: Solid State Phys. -1971. -Vol. 4. -P. 2064 2083.
- Andersen 0. K. Linear methods in band theory // Phys. Rev. B. -1975. -Vol. 12. -Af- 8. -P. 3060 3083.
- Levy M. Universal variational functionals of electron densities, firstorder density matrices, and natural spin-orbitals and solution of the vrepresentability problem // Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) -1979. -Vol. 76. -Af- 12. -P. 6062 (4 pages).
- Koh B. // YOH. -2002. -T. 172. -Af- 3. -C. 336 348.
- Ambladh C.-O. and Von Barth U. Exact results for the charge and spin densities, exchange-correlation potentials, and density-functionals eigenvalues // Phys. Rev. -1985. -Vol. 31. -Af- 6. -P. 3231 3244.
- Metzner W., Vollhardt D. Correlated lattice fermions in d = oc dimensions // Phys. Rev. Lett. -1989. -Vol. 62. -Af- 3. -P. 324 327.
- Georges A., Kotliar G., Krauth W., Rosenberg M. J. Dynamical mean-field theory of strongly correlated fermion systems and the limit of infinite dimensions // Rev. Mod. Phys. -1996. -Vol. 68. -Af- 1. -P. 13 125.
- Hirsch J. E., Fye R. M. Monte Carlo method for magnetic Impurities in metals // Phys. Rev. Lett. -1986. -Vol. 56. -Af- 23. -P. 2521 2524.
- Wannier G. H. The structure of electronic excitation levels in insulating crystals // Phys. Rev. -1937. -Vol. 52. -Af- 3. -P. 191 197.
- N. Marzari, D. Vanderbilt Maximally localized generalized Wannier functions for composite energy bands // Phys. Rev. B. -1997. -Vol. 56. -Af- 20. -P. 12 847 12 865.
- Ku W., Rosner H., Pickett W. E., Scalettar R. T. Insulating ferromagnetism in La4Ba2Cu20io: an ab initio wannier function analysis 11 Phys. Rev. Lett. -2002. -Vol. 89. -Af- 16. -P. 167 204 (4 pages).
- Jones R. 0., Gunnarsson O. The density functional formalism, its applications and prospects // Rev. Mod. Phys. -1989. -Vol. 61. -Af- 3. -P. 689 746.
- Anisimov V., Solovyev I., Korotin M., Czyzyk M., Sawatzky G. A. Density-functional theory and NiO photoemission spectra // Phys. Rev. B. -1993. -Vol. 48. -A/*- 23. -P. 16 929 16 934.
- Liechtenstein A. I., Anisimov V. Zaanen J. Density-functional theory and strong interactions: orbital ordering in Mott-Hubbard insulators // Phys. Rev. B. -1995. -Vol. 52. -Jf° 8. -P. R5467 R5471.
- Lichtenstein A., Katsnelson M. Ab initio calculations of quasiparticle band structure in correlated systems: LDA approach // Phys. Rev. B. -1998. -Vol. 57. -Af- 12. -P. 6884 6895.
- Jarrell M., Gubernatis J. E. Bayesian inference and the analytic continuation of imaginary-time quantum Monte Carlo data // Phys. Rep. -1996. -Vol. 269. -P. 133 195.
- Lichtenstein A. L, Katsnelson M. I., Antropov V. P., Gubanov V. A. Local spin density functional approach to the theory of exchange interactions in ferromagnetic metals and alloys //J. Magn. Magn. Matter. -1987. -Vol. 67. -P. 65 74.
- Heitler W., London F. Wechselwirkung neutraler atome und homoopolare bindung nach der quantenmechanik // Z. Phys. -1927. -Vol. 44. -P. 455 -472.
- Heisenberg W. Zur theorie des ferromagnetismus // Z. Phys. -1928. -Vol. 49. -P. 619 636.
- Hubsch A., Lin J. C., Pan J., Cox D. L. Correlated hybridization in transition-metal complexes // Phys. Rev. Lett. -2006. -Vol. 96. -N- 196 401 (4 pages).
- Dzyaloshinski I. A thermodynamic theory of «weak» ferromagnetism of antiferromagnetics // J. Phys. Chem. Solids. -1958. -Vol. 4. -P. 241 255.
- Moriya T. Anisotropic superexcange interaction and weak ferromagnetism // Phys. Rev. -1960. -Vol. 120. -ftf- 1. -P. 91 98.
- Berger R., Onnerud P., and Tellgren R. Structure refinements of and from neutron powder diffraction data //J- Alloys Compd. -1992. -Vol. 184. -P. 315 322.
- Zatsepin D. A., Galakhov V. R., Korotin M. A., Fedorenko V. V Kurmaev E. Z., Bartkowski S., Neumann M., Berger R. Valence states ofcopper ions and electronic structure of LiCu202 // Phys. Rev. B. -1998. -Vol. 57. -Af- 8. -P. 4377 4381.
- Gunnarsson 0., Andersen 0. K., Jepsen 0., Zaanen J. Density-functional calculation of the parameters in the Anderson model: application to Mn in CdTe // Phys. Rev. B. -1989. -Vol. 39. -Af- 3. -P. 1708 1722.
- Mazin I. I., Singh D. J. Electronic structure and magnetism in Ru-based perovskites // Phys. Rev. B. -1997. -Vol. 56. -Af- 5. -P. 2556 -2571.
- Masuda TZheludev A., Bush A., Markina M., Vasiliev A. Competition between helimagnetism and commensurate quantum spin correlations in LiCu202 // Phys. Rev. Lett. -2004. -Vol. 92. -Af- 17. -P. 177 201 (4 pages).
- Masuda T., Zheludev A., Roessli B., Bush A., Markina M., Vasiliev A. Spin waves and magnetic interactions in LiCu202 // Phys. Rev. B. -2005. -Vol. 72. -Af- 14 405 (7 pages).
- Andersen 0. K., Pawlowska Z., Jepsen 0. Illustration of the linear-muffin-tin-orbital tight-binding representation: compact orbitals andcharge density in Si // Phys. Rev. B. -1986. -Vol. 34. -Af2 8. -P. 5253 5269.
- Moreira I. P. R. and Illas F. Ab initio theoretical comparative study of magnetic coupling in KNiF3 and K2N1F4 // Phys. Rev. B. -1997. -Vol. 55. -Af- 7. -P. 4129 4137.
- Mazurenko V. V., Anisimov V. I. Weak ferromagnetism in antiferromagnets: a-?e20z and La2Cu04 // Phys. Rev. B. -2005. -Vol. 71. -Af- 184 434 (8 pages).
- Kageyama H., Onizuka K., Yamauchi T., Ueda Y., Hane S., Mitamura H., Goto T., Yoshimura K, and Kosuge K. Anomalous magnetizations in single crystalline SrCu2(B03)2 //J- Phys. Soc. Japan. -1999. -Vol. 68. -Af* 6. -P. 1821 1823.
- Kodama K., Yamazaki J., Takigawa M., Kageyama H., Onizuka K., and Veda Y. Cu nuclear spin-spin coupling in the dimer singlet state in SrCu2(B03)2 //J- Phys.: Condens. Matter. -2002. -Vol. 14. -P. L319 -L325.
- Kageyama H., Onizuka K., Ueda Y., Nohara M., Suzuki H., Takagi H. Low-temperature specific heat study of SrCu2(B03)2 with an exactly solvable ground state //J. Exp. Theor. Phys. -2000. -Vol. 90. -Jf- 1. -P. 145 148.
- Nojiri H., Kageyama H., Onizuka K., Ueda Y. and Motokawa M. Direct observation of the multiple spin gap excitations in two-dimensional dimer system SrCu2(B03)2 //J. Phys. Soc. Japan. -1999. -Vol. 68. -Af- 9. -P. 2906 2909.
- Onizuka K., Kageyama H., Narumi Y., Kindo K., Ueda Y., and Goto T. 1/3 magnetization plateau in SrCu2(B03)2. Stripe order of excited triplets // J. Phys. Soc. Jpn. -2000. -Vol. 69. -Af- 4. -P. 1016 1018.
- Miyahara S., Ueda K. Theory of the orthogonal dimer Heisenberg spin model for SrCu2(B03)2 // J. Phys.: Condens. Matter -2003. -Vol. 15. -Af- 9. -P. R327 R366.
- Kageyama H., Ueda Y., Narumi Y., Kindo K., Kosaka M., and Uwatoko Y. Crossbreeding between experiment and theory on orthogonal dimer spin system // Prog. Theor. Phys. Suppl. -2002. -Af- 145. -P. 17 22.
- Kodama K., Miyahara S., Takigawa M., Horvati M., Berthier C., Mila F., Kageyama H., and Ueda Y. Field-induced effects of anisotropicmagnetic interactions in SrCii2(B03)2 //J- Phys.: Condens. Matter. -2005. -Vol. 17. 4. -P. L61 L68.
- Smith R. W. and Keszler D. A. Synthesis, Structure, and Properties of the Orthoborate Na2V307 // J. Solid State Chem. -1991. -Vol. 93. -P. 430 435.
- Shastry B. S., Sutherland B. Exact ground state of a quantum mechanical antiferromagnet // Physica B. -1981. -Vol. 108B. -P. 1069 1070.
- Multiplets of transition-metal ions in crystals / edited by Satoru Sugano, Yukito Tanabe and Hiroshi Kamimure -New York: Academic Press, 1970.
- Собельман И. И. Введение в теорию атомных спектров -Москва: Физ-матгиз, 1963.
- Ирхин В. Ю. Ирхин Ю. И. Спин-орбитальное взаимодействие -Екатеринбург: УрО РАН, 2004.
- Sawatzky G. A., Allen J. W. Magnitude and origin of the band gap in NiO // Phys. Rev. Lett. -1984. -Vol. 53. 53. -P. 2339 2342.
- Mattheiss L. F. Electronic structure of the 3d transition-metal monoxides. I. energy-band results // Phys. Rev. B. -1972. -Vol. 5. -Af- 2. -P. 290 -306.
- Terakura K., Oguchi T., Williams A. R., Kubler J. Band theory of insulating transition-metal monoxides: band-structure calculations // Phys. Rev. B. -1984. -Vol. 30. -Af- 8. -P. 4734 4747.
- Fujimori A., Minami F., Sugano S. Multielectron satellites and spin polarization in photoemission from Ni compounds // Phys. Rev. B. -1984. -Vol. 29. -Af- 9. -P. 5225 5227.
- Ren X., Leonov IKeller G., Kollar M., Nekrasov I., Vollhardt D. LDA+ DMFT computation of the electronic spectrum of NiO // Phys. Rev. B. -2006. -Vol. 74. -Af- 195 114 (8 pages).
- Kunes JAnisimov V. I., Lukoyanov A. V., Vollhardt D. Local correlations and hole doping in NiO: a dynamical mean-field study // Phys. Rev. B. -2007. -Vol. 75. -Af- 165 115 (4 pages).
- Zhang F. C., Rice T. M. Effective hamiltonian for the superconducting Cu oxides /1 Phys. Rev. B. -1988. -Vol. 37. -Af- 7. -P. 3759 3761.
- Eroles J., Batista C. D., Aligia A. A. Angle-resolved Cu and O photoemission intensities in Cu02 planes // Phys. Rev. B. -1999. -Vol. 59. -Af- 21. -P. 14 092 14 098.
- Bala JOies A. M., Zaanen J. Zhang-Rice localization, quasiparticle dispersions, and the photoemission of NiO // Phys. Rev. Lett. -1994. -Vol. 72. -Af- 16. -P. 2600 2603.127
- Bala JOies A. M., Zaanen J. Origin of band and localized electron states in photoemission of NiO // Phys. Rev. B. -2000. -Vol. 61. -Af- 20. -P. 13 573 13 587.
- Tjenberg 0., Soderholm S., Chiaia G., Girard R., Karlsson U. O., Hylen H., Lindau I. Influence of magnetic ordering on the NiO valence band // Phys. Rev. B. -1996. -Vol. 54. -Af- 15. -P. 10 245 10 248.