Lokale Momente in Systemen mit Spin-Bahn-Kopplung

• Antragsteller: Dr. Toshihiro Sato, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 435049553

Das Wechselspiel zwischen Spin-Bahn-Kopplung und elektronischen Korrelationen ist der Ursprung zahlreicher Phänomene, die aktuell in der Festkörperphysik untersucht werden. Dazu gehören Fraktionalisierung und die damit verbundenen emergenten Eichtheorien in verallgemeinerten Kitaev-Modellen für Iridate, aber auch die Physik von magnetischen Adatomen auf Oberflächen von starken topologischen Isolatoren. Im vorliegenden Projekt sollen exakte Auxiliary-Field-Quanten-Monte-Carlo-Simulationen zur Untersuchung der thermodynamischen und dynamische Eigenschaften entwickelt und angewendet werden. Im Allgemeinen sind Systeme mit Korrelationen und Spin-Bahn-Kopplung aufgrund des Vorzeichenproblems exponentiell schwer zu lösen. Symmetrieargumente erlauben eine Abschwächung dieses Problems, um so Zugang zu den thermodynamischen und dynamische Eigenschaften bei hohen Temperaturen zu erhalten, insbesondere Signaturen von 'exceptional points' in der Einteilchen-Spektralfunktion. Ähnlich wie für das dotierte Hubbard-Modell erwarten wir, experimentell relevante Energieskalen erreichen zu können. Unser numerischer Zugang basiert auf einer fermionischen Darstellung der Spin-Operatoren. Das Vorzeichenproblem wird vermieden, indem die Fermionen mit einem geradzahligen Flavor-Index verbunden werden. Ein weiteres Ziel des Projekts wird sein, diese Modelle zu untersuchen, insbesondere um herauszufinden, ob sie die Physik der Modelle ohne Flavor richtig beschreiben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Fakher Fakhry Assaad