纳米尺度系统中电子关联的真实理论
强关联电子
2017-07-27 v1
摘要
具有开壳层过渡金属或分子组分的纳米结构通常存在强电子关联，且对原子尺度的材料细节高度敏感。本教程综述讨论了用于真实描述具有关联电子的纳米结构的电子和磁性质的理论方法的方法发展与应用。首先，解释并展示了密度泛函理论与动力学平均场理论（DMFT）变体之间灵活接口的实现，该接口非常适合模拟复杂关联结构。在DMFT方面，该接口主要基于量子蒙特卡罗和精确对角化技术的最新发展，能够高效描述一般四费米子库仑相互作用、约化对称性和自旋轨道耦合，本文对此进行了说明。以Cr (001)表面、磁性吸附原子和分子系统为例，展示了Hubbard U和Hund J的相互作用如何决定电荷和自旋涨落，以及这些相互作用如何驱动纳米系统中不同类型的关联效应。非局域相互作用和关联对低维系统理论提出了特殊挑战。我们介绍了针对这两个挑战的方法发展，即动力学顶点近似的发展以及约束随机相近似与连续介质理论的结合。我们论证了非局域相互作用和关联现象不仅受维度控制，还受与环境的耦合控制，这通常对决定纳米系统的物理性质至关重要。
引用
@article{arxiv.1707.08333,
title = {Realistic theory of electronic correlations in nanoscopic systems},
author = {M. Schüler and S. Barthel and T. Wehling and M. Karolak and A. Valli and G. Sangiovanni},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.08333},
year = {2017}
}
备注
tutorial review submitted to EPJ-ST (scientific report of research unit FOR 1346); 14 figures, 26 pages