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Projekt
Kohärente Ausbreitung und Zerfall von Anregungen
Fachliche Zuordnung
Theoretische Physik der kondensierten Materie
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 449872909
Wir werden Quanten-Störstellen-Löser auf Basis von Realfrequenz und Realzeit entwickeln, die über den aktuellen Stand der Technik hinausgehen, und sie einsetzen, um Dynamik und Antwortfunktionen – einschließlich des endlichen Temperaturtransports – für Schlüsselmaterialien und -modelle innerhalb von Quast vorherzusagen. Quanten-Störstellen-Löser sind zentrale Bestandteile der dynamischen Molekularfeldtheorie (DMFT) und ihrer Erweiterungen, wie sie in mehreren Quast-Projekten verwendet werden. DMFT beschreibt das Zusammenspiel zwischen einem Gitterplatz oder Cluster („Impurity“) und dem Rest des Gitters („Bad“) als ein selbstkonsistentes Quanten-Impurity-Modell. Viele etablierte Löser verwenden imaginäre Zeiten oder Frequenzen. Um daraus experimentell relevante Realfrequenz-Antwortfunktionen zu erhalten, ist eine analytische Fortsetzung nötig – ein mathematisch schlecht konditioniertes Problem mit begrenzter Auflösung. Projekt P7 konzentriert sich daher auf Impurity-Löser, die direkt mit Realzeiten oder Realfrequenzen arbeiten. Wir nutzen drei Ansätze: (1) Das von Maurits W. Haverkort entwickelte Quanty-Paket, das offene d- oder f-Schalen mit komplexen Wechselwirkungen und Hunderten nicht wechselwirkender Badzustände behandeln kann. (2) Das MuNRG-Paket, entwickelt in der Gruppe von Jan von Delft in München (u. a. Fabian Kugler), basiert auf numerischer Renormierungsgruppe (NRG) und liefert exzellente Realfrequenz-Auflösung bei tiefen Energien und Temperaturen, ist jedoch derzeit auf bis zu vier spinbehaftete Bänder beschränkt. (3) Der neu entwickelte Tangentenraum-Krylov-Löser tanKS, ebenfalls aus der Gruppe von Jan von Delft, bietet hohe Auflösung bei niedrigen und hohen Energien und ist vielversprechend für komplexere Modelle mit mehr als vier Bändern. Langfristig – über die nächste Förderperiode hinaus – wollen wir diese Löser so weiterentwickeln, dass sie n-Teilchen-Korrelationsfunktionen im Zeit- und Frequenzbereich für realistische d- oder f-Schalenelemente mit Rydberg-Bandbreite und 0,1 meV (1 K) Auflösung berechnen können. Damit lassen sich zahlreiche zentrale Probleme der Materialforschung lösen. In der kommenden Förderperiode machen wir bedeutende Schritte in diese Richtung. Wir verbessern unsere drei Methoden systematisch, vergleichen sie miteinander und kombinieren ihre Stärken, wo möglich. Innerhalb von Quast werden sie z. B. auf Ce-Schwere-Fermionen mit flachen Bändern und Kondo-Grundzuständen (P1), elektronischen Transport in Moiré-Systemen (P5) und Elektronendynamik mittels Pump-Probe-Spektroskopie (P6) angewendet.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
