RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2012

 / 

Апрель

←  →

Обзоры актуальных проблем


Обобщённая теория динамического среднего поля в физике сильнокоррелированных систем

 а,  а,  а, б
а Институт электрофизики УрО РАН, ул. Амундсена 106, Екатеринбург, 620016, Российская Федерация
б Институт физики металлов имени М.Н. Михеева, Уральское отделение РАН, ул. С. Ковалевской 18, Екатеринбург, 620108, Российская Федерация

Обзор посвящён обобщению теории динамического среднего поля (DMFT) для сильнокоррелированных электронных систем (СКС) с целью учёта дополнительных взаимодействий, что необходимо для последовательного описания физических эффектов в СКС. В качестве дополнительных взаимодействий рассматриваются: 1) взаимодействие электронов с антиферромагнитными (или зарядовыми) флуктуациями параметра порядка в высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП), приводящее к формированию псевдощелевого состояния; 2) рассеяние на статическом беспорядке и его роль в общей картине перехода металл — диэлектрик Андерсона — Хаббарда; 3) электрон-фононное взаимодействие и особенности электронного спектра в СКС. Предлагаемый DMFT+$\Sigma$-подход основан на учёте указанных взаимодействий путём введения в общую схему DMFT дополнительной (в общем случае зависящей от квазиимпульса) собственно-энергетической части $\Sigma$, которая вычисляется самосогласованным образом без нарушения общей структуры итерационного цикла DMFT. Формулируется общая схема расчёта как одночастичных (спектральная плотность, плотность состояний) свойств, так и двухчастичных (оптическая проводимость). Рассматриваются задачи о формировании псевдощели, включая картину «разрушения» ферми-поверхности и формирования «дуг Ферми», переход металл — диэлектрик в неупорядоченной модели Андерсона — Хаббарда, а также общая картина формирования особенностей электронной дисперсии в системах с сильными корреляциями. DMFT+$\Sigma$-подход обобщается для расчётов электронных свойств реальных СКС на основе метода LDA+DMFT. Рассматривается общая схема LDA+DMFT-подхода и его применение к ряду реальных систем. Обобщённый LDA+DMFT+$\Sigma$-подход применяется для расчёта псевдощелевого состояния в электронно- и дырочно-легированных ВТСП-купратах. Проводится сравнение с результатами экспериментов с использованием фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением.

Текст pdf (2,1 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.0182.201204a.0345
PACS: 71.10.Fd, 71.10.Hf, 71.20.−b, 71.27.+a, 71.30.+h, 72.15.Rn, 74.72.−h (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0182.201204a.0345
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2012/4/a/
000306528000001
2-s2.0-84864057951
2012PhyU...55..325K
Цитата: Кучинский Э З, Некрасов И А, Садовский М В "Обобщённая теория динамического среднего поля в физике сильнокоррелированных систем" УФН 182 345–378 (2012)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 20 июня 2011, 29 июня 2011

English citation: Kuchinskii E Z, Nekrasov I A, Sadovskii M V “Generalized dynamical mean-field theory in the physics of strongly correlated systems” Phys. Usp. 55 325–355 (2012); DOI: 10.3367/UFNe.0182.201204a.0345

Список литературы (190) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (40) Похожие статьи (20)

  1. Mott N F Metal-Insulator Transitions 2nd ed. (London:Taylor & Francis, 1990); Мотт Н Ф Переходы металл - изолятор (М.: Наука, 1979)
  2. Изюмов Ю А, Анисимов В И Электронная структура соединений с сильными корреляциями (М. - Ижевск: РХД, 2008); Anisimov V, Izyumov Yu Electronic Structure of Strongly Correlated Materials ((Heidelberg: Springer, 2010)
  3. Vollhardt D Correlated Electron Systems (Eds V J Emery) (Singapore: World Scientific, 1993) p. 57
  4. Pruschke Th, Jarrell M, Freericks J K Adv. Phys. 44 187 (1995)
  5. Georges A et al. Rev. Mod. Phys. 68 13 (1996)
  6. Vollhardt D AIP Conf. Proc. 1297 339 (2010)
  7. Kotliar G, Vollhardt D Phys. Today 57 (3) 53 (2004)
  8. Hubbard J Proc. R. Soc. London A 276 238 (1963)
  9. Hubbard J Proc. R. Soc. London A 277 237 (1964)
  10. Hubbard J Proc. R. Soc. London A 281 401 (1964)
  11. Hubbard J Proc. R. Soc. London A 285 542 (1965)
  12. Hubbard J Proc. R. Soc. London A 296 82 (1967)
  13. Hubbard J Proc. R. Soc. London A 296 100 (1967)
  14. Metzner W, Vollhardt D Phys. Rev. Lett. 62 324 (1989)
  15. Anderson P W Phys. Rev. 124 41 (1961)
  16. Pruschke Th, Grewe N Z. Phys. B 74 439 (1989)
  17. Pruschke Th, Cox D L, Jarrell M Phys. Rev. B 47 3553 (1993)
  18. Hirsch J E, Fye R M Phys. Rev. Lett. 56 2521 (1986)
  19. Jarrell M Phys. Rev. Lett. 69 168 (1992)
  20. Rozenberg M J, Zhang X Y, Kotliar G Phys. Rev. Lett. 69 1236 (1992)
  21. Georges A, Krauth W Phys. Rev. Lett. 69 1240 (1992)
  22. Jarrell M Numerical Methods for Lattice Quantum Many-Body Problems (Ed. D J Scalapino) (Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1997)
  23. Wilson K G Rev. Mod. Phys. 47 773 (1975)
  24. Bulla R, Costi T A, Pruschke Th Rev. Mod. Phys. 80 395 (2008)
  25. Anisimov V I et al. J. Phys. Condens. Matter 9 7359 (1997)
  26. Lichtenstein A I, Katsnelson M I Phys. Rev. B 57 6884 (1998)
  27. Nekrasov I A et al. Eur. Phys. J. B 18 55 (2000)
  28. Held K et al. Ψk Newsletter (56) 65 (2003)
  29. Held K et al. Int. J. Mod. Phys. B 15 2611 (2001)
  30. Held K et al. Quantum Simulations of Complex Many-Body Systems: From Theory to Algorithms (Eds J Grotendorst, D Marx, A Muramatsu) (Julich: John von Neumann Institute for Computing, 2002) p. 175
  31. Lichtenstein A I, Katsnelson M I, Kotliar G Electron Correlations and Materials Properties 2 Vol. 2 (Eds A Gonis, N Kioussis, M Ciftan) (New York: Kluwer Acad./Plenum Publ., 2003) p. 428
  32. Maier Th et al. Rev. Mod. Phys. 77 1027 (2005)
  33. Kotliar G et al. Phys. Rev. Lett. 87 186401 (2001)
  34. Capone M et al. Phys. Rev. B 69 195105 (2004)
  35. Sadovskii M V et al. Phys. Rev. B 72 155105 (2005)
  36. Kuchinskii E Z, Nekrasov I A, Sadovskii M V Письма в ЖЭТФ 82 217 (2005); Kuchinskii E Z, Nekrasov I A, Sadovskii M V JETP Lett. 82 198 (2005)
  37. Kuchinskii E Z, Nekrasov I A, Sadovskii M V ФНТ 32 528 (2006); Kuchinskii E Z, Nekrasov I A, Sadovskii M V Low Temp. Phys. 32 398 (2006)
  38. Kuchinskii E Z, Nekrasov I A, Sadovskii M V Phys. Rev. B 75 115102 (2007)
  39. Kuchinskii E Z, Nekrasov I A, Sadovskii M V ЖЭТФ 133 670 (2008); Kuchinskii E Z, Nekrasov I A, Sadovskii M V JETP 106 581 (2008)
  40. Vollhardt D, Wölfle P Phys. Rev. B 22 4666 (1980)
  41. Vollhardt D, Wölfle P Phys. Rev. Lett. 48 699 (1982)
  42. Садовский М В Диаграмматика 2-е изд. (М. - Ижевск: Ин-т компьют. исслед., 2010); Sadovskii M V Diagrammatics (Singapore: World Scientific, 2006)
  43. Kotliar G et al. Phys. Rev. Lett. 87 186401 (2001)
  44. Biroli G, Kotliar G Phys. Rev. B 65 155112 (2002)
  45. Lichtenstein A I, Katsnelson M I Phys. Rev. B 62 R9283 (2000)
  46. Hettler M H et al. Phys. Rev. B 58 R7475 (1998)
  47. Hettler M H et al. Phys. Rev. B 61 12739 (2000)
  48. Maier Th et al. Phys. Rev. Lett. 85 1524 (2000)
  49. Maier Th et al. Eur. Phys. J. B 13 613 (2000)
  50. Huscroft C et al. Phys. Rev. Lett. 86 139 (2001)
  51. Kusunose H J. Phys. Soc. Jpn. 75 054713 (2006)
  52. Toschi A, Katanin A A, Held K Phys. Rev. B 75 045118 (2007)
  53. Rubtsov A N, Katsnelson M I, Lichtenstein A I Phys. Rev. B 77 033101 (2008)
  54. Rubtsov A N, Katsnelson M I, Lichtenstein A I, Georges A Phys. Rev. B 79 045133 (2009)
  55. Timusk T, Statt B Rep. Prog. Phys. 62 61 (1999)
  56. Садовский М В УФН 171 539 (2001); Sadovskii M V Phys. Usp. 44 515 (2001)
  57. Pines D cond-mat/0404151
  58. Schmalian J, Pines D, Stojković B Phys. Rev. Lett. 80 3839 (1998)
  59. Schmalian J, Pines D, Stojković B Phys. Rev. B 60 667 (1999)
  60. Кучинский Э З, Садовский М В ЖЭТФ 115 1765 (1999); Kuchinskii E Z, Sadovskii M V JETP 88 968 (1999)
  61. Садовский М В ЖЭТФ 77 2070 (1979); Sadovskii M V Sov. Phys. JETP 50 989 (1979)
  62. Садовский М В ЖЭТФ 66 1720 (1974); Sadovskii M V Sov. Phys. JETP 39 845 (1974)
  63. Sadovskii M V, Timofeev A A J. Moscow Phys. Soc. 1 391 (1991)
  64. Садовский М В, Стригина Н А ЖЭТФ 122 610 (2002); Sadovskii M V, Strigina N A JETP 95 526 (2002)
  65. Vilk Y M, Tremblay A-M S J. Physique I 7 1309 (1997)
  66. Ding H et al. Nature 382 51 (1996)
  67. Kuchinskii E Z, Sadovskii M V ЖЭТФ 130 477 (2006); Kuchinskii E Z, Sadovskii M V JETP 103 415 (2006)
  68. Armitage N P et al. Phys. Rev. Lett. 87 147003 (2001)
  69. Basov D N, Timusk T Rev. Mod. Phys. 77 721 (2005)
  70. Hwang J, Timusk T, Gu G D J. Phys. Condens. Matter 19 125208 (2007)
  71. Lee P A, Ramakrishnan T V Rev. Mod. Phys. 57 287 (1985)
  72. Belitz D, Kirkpatrick T R Rev. Mod. Phys. 66 261 (1994)
  73. Mott N F Proc. Phys. Soc. A 62 416 (1949)
  74. Anderson P W Phys. Rev. 109 1492 (1958)
  75. Финкельштейн А М ЖЭТФ 84 168 (1983); Finkel'shtein A M Sov. Phys. JEPT 57 97 (1983)
  76. Castellani C P et al. Phys. Rev. B 30 527 (1984)
  77. Dobrosavljević V, Kotliar G Phys. Rev. Lett. 78 3943 (1997)
  78. Dobrosavljević V, Pastor A A, Nikolić B K Europhys. Lett. 62 76 (2003)
  79. Byczuk K, Hofstetter W, Vollhardt D Phys. Rev. Lett. 94 056404 (2005)
  80. Henseler P, Kroha J, Shapiro B Phys. Rev. B 77 075101 (2008)
  81. Henseler P, Kroha J, Shapiro B Phys. Rev. B 78 235116 (2008)
  82. Pezzoli M E, Becca F Phys. Rev. B 81 075106 (2010)
  83. Ulmke M, Janiš V, Vollhardt D Phys. Rev. B 51 10411 (1995)
  84. Vlaming R, Vollhardt D Phys. Rev. B 45 4637 (1992)
  85. Wölfle P, Vollhardt D Anderson Localization (Springer Series in Solis State Sciences) Vol. 39 (Eds Y Nagaoka, H Fukuyama) ((Berlin: Springer, 1982) p. 26
  86. Sadovskii M V Soviet Scientific Reviews - Physics Reviews Vol. 7 (Ed I M Khalatnikov) (New York: Harwood Acad. Publ., 1986) p. 1
  87. Wölfle P, Vollhardt D Electronic Phase Transitions (Modern Problems in Condensed Matter Sciences, Vol. 32, Eds W Hanke, Yu V Kopaev) (Amsterdam: North-Holland, 1992) p. 1
  88. Кучинский Э З и др. ЖЭТФ 107 2027 (1995); Kuchinskii E Z et al. JETP 80 1122 (1995)
  89. Кучинский Э З, Эркабаев М А ФТТ 39 412 (1997); Kuchinskii É Z, Érkabaev M A Phys. Solid State 39 357 (1997)
  90. Kuchinskii E Z et al. ЖЭТФ 137 368 (2010); Kuchinskii E Z et al. JETP 110 325 (2010)
  91. Bulla R Phys. Rev. Lett. 83 136 (1999)
  92. Bulla R, Costi T A, Vollhardt D Phys. Rev. B 64 045103 (2001)
  93. Blümer N "Mott - Hubbard metal - insulator transition and optical conductivity" Thesis (München: Univ. Augsburg, 2002)
  94. Erkabaev M A, Sadovskii M V J. Moscow Phys. Soc. 2 233 (1992)
  95. Abrahams E et al. Phys. Rev. Lett. 42 673 (1979)
  96. Altshuler B L, Aronov A G, Lee P A Phys. Rev. Lett. 44 1288 (1980)
  97. Dolan G J, Osheroff D D Phys. Rev. Lett. 43 721 (1979)
  98. Bishop D J, Tsui D C, Dynes R C Phys. Rev. Lett. 44 1153 (1980)
  99. Uren M J, Davies R A, Pepper M J. Phys. C 13 L985 (1980)
  100. Kravchenko S V, Sarachik M P Rep. Prog. Phys. 67 1 (2004)
  101. Abrahams E, Kravchenko S V, Sarachik M P Rev. Mod. Phys. 73 251 (2001)
  102. Valla T et al. Phys. Rev. Lett. 83 2085 (1999)
  103. Hengsberger M et al. Phys. Rev. Lett. 83 592 (1999)
  104. Lanzara A et al. Nature 412 510 (2001)
  105. Shen Z-X et al. Philos. Mag. B 82 1349 (2002)
  106. Rotenberg E, Schaefer J, Kevan S D Phys. Rev. Lett. 84 2925 (2000)
  107. Higashiguchi M et al. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 144-147 639 (2005)
  108. Sun Z et al. Phys. Rev. Lett. 97 056401 (2006)
  109. He H et al. Phys. Rev. Lett. 86 1610 (2001)
  110. Hwang J, Timusk T, Gu G D Nature 427 714 (2004)
  111. Ronning F et al. Phys. Rev. B 67 165101 (2003)
  112. Yoshida T et al. Phys. Rev. Lett. 95 146404 (2005)
  113. Graf J et al. Phys. Rev. Lett. 98 067004 (2007)
  114. Byczuk K et al. Nature Phys. 3 168 (2007)
  115. Абрикосов А А, Горьков Л П, Дзялошинский И Е Методы квантовой теории поля в статистической физике (М.: Физматгиз, 1963); Abrikosov A A, Gorkov L P, Dzyaloshinski I E Methods of Quantum Field Theory in Statistical Physics (New York: Dover Publ., 1975)
  116. Nekrasov I A et al. Phys. Rev. B 73 155112 (2006)
  117. Toshi A et al. Phys. Rev. Lett. 102 076402 (2009)
  118. Bulla R, Pruschke Th, Hewson A C Physica B 259-261 721 (1999)
  119. Holstein T Ann. Physics 8 325 (1959)
  120. Hewson A C, Mayer D J. Phys. Condens. Matter 17 5413 (2002)
  121. Koller W, Hewson A C, Edwards D M Phys. Rev. Lett. 95 256401 (2006)
  122. Hague J P J. Phys. Condens. Matter 15 2535 (2003)
  123. Migdal A D ЖЭТФ 34 1438 (1958); Migdal A D Sov. Phys. JETP 7 999 (1958)
  124. Kuchinskii E Z, Nekrasov I A, Sadovskii M V Phys. Rev. B 80 115124 (2009)
  125. Sadovskii M V, Kuchinskii E Z, Nekrasov I A J. Phys. Chem. Solids 72 366 (2011)
  126. Koller W, Meyer D, Hewson A C Phys. Rev. B 70 155103 (2004)
  127. Jeon G S et al. Phys. Rev. B 70 125114 (2004)
  128. Koller W et al. Europhys. Lett. 66 559 (2004)
  129. Born M, Oppenheimer R Ann. Physik 389 457 (1927)
  130. Hohenberg P, Kohn W Phys. Rev. 136 B864 (1964)
  131. Jones R O, Gunnarsson O Rev. Mod. Phys. 61 689 (1989)
  132. Kohn W, Sham L J Phys. Rev. 140 A1133 (1965)
  133. Sham L J, Kohn W Phys. Rev. 145 561 (1966)
  134. Janak J F Phys. Rev. B 18 7165 (1978)
  135. Ceperley D M, Alder B J Phys. Rev. Lett. 45 566 (1980)
  136. Andersen O K Phys. Rev. B 12 3060 (1975)
  137. Andersen O K, Jepsen O Phys. Rev. Lett. 53 2571 (1984)
  138. Müller-Hartmann E Z. Phys. B 74 507 (1989)
  139. Müller-Hartmann E Z. Phys. B 76 211 (1989)
  140. Wahle J et al. Phys. Rev. B 58 12749 (1998)
  141. Held K Adv. Phys. 56 829 (2007)
  142. Karolak M et al. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 181 11 (2010)
  143. Zölfl M B et al. Phys. Rev. B 61 12810 (2000)
  144. Gunnarsson O et al. Phys. Rev. B 39 1708 (1989)
  145. Aryasetiawan F et al. Phys. Rev. B 70 195104 (2004)
  146. Miyake T, Aryasetiawan F Phys. Rev. B 77 085122 (2008)
  147. Lambin Ph, Vigneron J P Phys. Rev. B 29 3430 (1984)
  148. Andersen O K, Saha-Dasgupta T Phys. Rev. B 62 R16219 (2000)
  149. Andersen O K et al. Ψk Newsletter (45) 86 (2001)
  150. Andersen O K, Saha-Dasgupta T, Ezhov S Bull. Mater. Sci. 26 19 (2003)
  151. Anisimov V I et al. Phys. Rev. B 71 125119 (2005)
  152. Fujimori A et al. Phys. Rev. Lett. 69 1796 (1992)
  153. Aiura Y et al. Phys. Rev. B 47 6732 (1993)
  154. Inoue I H et al. Phys. Rev. Lett. 74 2539 (1995)
  155. Inoue I H et al. Phys. Rev. B 58 4372 (1998)
  156. Morikawa K et al. Phys. Rev. B 52 13711 (1995)
  157. Maiti K et al. Europhys. Lett. 55 246 (2001)
  158. Sekiyama A Phys. Rev. Lett. 93 156402 (2004)
  159. Inoue I H et al. Physica C 235-240 1007 (1994)
  160. Rozenberg M J et al. Phys. Rev. Lett. 76 4781 (1996)
  161. Solovyev I, Hamada N, Terakura K Phys. Rev. B 53 7158 (1996)
  162. Makino H et al. Phys. Rev. B 58 4384 (1998)
  163. Jarrell M, Gubernatis J E Phys. Rep. 269 133 (1996)
  164. Krause M O, Oliver J H J. Phys. Chem. Ref. Data 8 329 (1979)
  165. Inoue I H et al. Phys. Rev. Lett. 88 236403 (2002)
  166. Pavarini E et al. Phys. Rev. Lett. 92 176403 (2004)
  167. Pavarini E et al. New J. Phys. 7 188 (2005)
  168. Yoshida T et al. Phys. Rev. Lett. 95 146404 (2005)
  169. Садовский М В Strings, Branes, Lattices, Networks, Pseudogaps and Dust (Moscow: Scientific World, 2007) с. 357; Translated into English, SadovskiiM V cond-mat/0408489
  170. Damascelli A, Hussain Z, Shen Z-X Rev. Mod. Phys. 75 473 (2003)
  171. Campuzano J C Norman M R, Randeria M Physics of Superconductors Vol. 2 (Eds K H Bennemann, J B Ketterson) (Berlin: Springer, 2004) p. 167
  172. Fink J et al. Lecture Notes Phys. 715 295 (2007)
  173. Zhou X J et al. Handbook of High-Temperature Superconductivity: Theory and Experiment (Ed. J R Schrieffer) (Berlin: Springer, 2007) p. 87
  174. Kuchinskii E Z et al. ЖЭТФ 131 908 (2007); Kuchinskii E Z et al. JETP 104 792 (2007)
  175. Nekrasov I A et al. ЖЭТФ 137 1133 (2010); Nekrasov I A et al. JETP 110 989 (2010)
  176. Nekrasov I A et al. J. Phys. Chem. Solids 69 3269 (2008)
  177. Kokorina E E et al. ЖЭТФ 134 968 (2008); Kokorina E E et al. JETP 107 828 (2008)
  178. Nekrasov I A et al. Phys. Rev. B 80 140510(R) (2009)
  179. Nekrasov I A, Kuchinskii E Z, Sadovskii M V J. Phys. Chem. Solids 72 371 (2011)
  180. Hedin L, Lundqvist B I J. Phys. C 4 2064 (1971)
  181. von Barth U, Hedin L J. Phys. C 5 1629 (1972)
  182. Andersen O K et al. J. Phys. Chem. Solids 56 1573 (1995)
  183. Zobkalo I A et al. Solid State Commun. 80 921 (1991)
  184. Motoyama E M et al. Nature 445 186 (2007)
  185. Hücker M et al. Phys. Rev. B 71 094510 (2005)
  186. Armitage N P et al. Phys. Rev. Lett. 88 257001 (2002)
  187. Kaminski A et al. Phys. Rev. B 71 014517 (2005)
  188. Borisenko S V et al. Phys. Rev. Lett. 84 4453 (2000)
  189. Onose Y et al. Phys. Rev. Lett. 87 217001 (2001)
  190. Quijada M A et al. Phys. Rev. B 60 14917 (1999)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение