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Projekt
Modellierung des Zusammenspiels von Nichtlokalität, Topologie und Unordnung in korrelierten Systemen
Antragstellerinnen / Antragsteller
Dr. Thomas Schäfer; Professorin Dr. Maria Roser Valenti
Fachliche Zuordnung
Theoretische Physik der kondensierten Materie
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 449872909
Unordnung ist in vielen korrelierten Materialien allgegenwärtig. Während sie in der Vergangenheit als ein Aspekt angesehen wurde, der vermieden werden sollte, ist sie oft von zentraler Bedeutung für einige bemerkenswerte Eigenschaften der Systeme. Ein mikroskopisches Verständnis des Einflusses von Unordnung auf die elektronischen, magnetischen und topologischen Eigenschaften von korrelierten Materialien ist jedoch aufgrund des Vielteilchencharakters von Korrelationen eine anspruchsvolle Aufgabe. Unser Ziel für die zweite Förderperiode ist es, korrelierte Phasen der Materie zu erforschen, indem wir das Zusammenspiel von Korrelationen, Nichtlokalität, Topologie und - als weiteren Aspekt - Unordnung durch mikroskopische Modellierung untersuchen. Um dieses Zusammenspiel zu verstehen, werden wir eine Kombination aus Dichtefunktionaltheorie (DFT), projektiven Wannier-Funktionen und Vielkörper-Methoden wie die dynamische Molekularfeldtheorie (DMFT), den selbstkonsistenten Zwei-Teilchen-Ansatz (TPSC), die dreifach irreduzible lokale Expansion (TRILEX), die zelluläre DMFT (CDMFT), eine Blackman-Esterling-Berk-Molekularpotential-Erweiterung der CDMFT (C-CDMFT) und maschinelle Lerntechniken in Betracht ziehen und weiterentwickeln. Wir werden, in Zusammenarbeit mit P1, P3 und P5-P8, unseren Fokus auf Moiré-, Dreiecks- und Kagome-Gitter setzen. Hierzu werden wir den folgenden drei Hauptlinien entlang vorgehen: (i) Wir werden exemplarische Vielteilchenmodelle untersuchen, die Unordnung enthalten, um unsere Methoden zu testen und weiterzuentwickeln. Eine Auswahl von Modellen sind: topologische Schwerfermionenmodelle, die für Moiré-Systeme relevant sind, multiorbitale (erweiterte) Hubbard-Modelle auf dem Kagome- und Dreiecksgitter (mit Wechselwirkungen mit größerer Reichweite), die für organische Ladungstransfersalze und Moiré-Übergangsmetalldichalcogenide relevant sind, sowie Haldane-Hubbard- und Kane-Mele-Hubbard-Modelle und Erweiterungen. (ii) Wir werden ab initio mikroskopische Modellierungen für eine Auswahl von Materialien durchführen, die für QUAST relevant sind, wobei die in (i) entwickelten und auf einfache Modelle angewandten Konzepte und Methoden nun für realistischere Berechnungen verwendet werden. Dabei handelt es sich insbesondere um Moiré-Systeme in Zusammenarbeit mit P5, Kagome-Systeme auf Cr-Basis mit Füllung in der Nähe des flachen Bandes in Zusammenarbeit mit P3 und P5, (dotierte) Übergangsmetall-Dichalcogenide in Zusammenarbeit mit P6 und Ladungstransfersalze. (iii) Wir werden unsere Bemühungen fortsetzen, topologisch nicht-triviale Phasen in wechselwirkenden Systemen in Zusammenarbeit mit P3, P5 und P8 zu scannen und zu diagnostizieren
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
