Theoretical study of electronic properties of high-Tc superconductors and other materials with strongly correlated electrons

Abstract

V prvni casti teto prace (kapitoly 1 až 7) jsou strucně představeny oblasti naseho výzkumu a některe nastroje použivane při studiu elektronove struktury systemů se silně korelovanými elektrony. V kapitolach 8 a 9 pak pojednavame o nasich hlavnich výsled- cich z oblasti elektronove struktury kupratových supravodiců s vysokou hodnotou teploty supravodiveho přechodu T c , a z oblasti excitonove kondenzace v ramci Hubbardova modelu. Dispersni relace fermionových excitaci ve vysokoteplotnich supravodicich byla stu- dovana s využitim selfkonsistentni varianty fenomenologickeho modelu, kde nabite kvaz- icastice interaguji se spinovými fluktuacemi. Vstupy pro výpocty - pasova struktura a spinova susceptibilita χ - byly ziskany fitovanim fotoemisnich a neutronových dat v před- chozi praci Thomase Dahma a spolupracovniků [T. Dahm et al., Nature Physics. 5, 217 (2009)]. Nase hlavni výsledky jsou tyto: (i) Potvrdili jsme zjistěni T. Dahma a spolupra- covniků, že hlavni zlom (“kink”) v dispersni relaci podel hlavni diagonaly Brillouinovy zony je - pro dane hodnoty vstupnich parametrů - urcen tzv. horni větvi přesypacich hodin ve spektru spinove susceptibility χ. (ii) Vliv na fermionovou dispersni relaci tzv. rezonancniho modu ve spektru χ silně zavisi na jeho ctvrtem standardizovanem momentu (anglicky “kurtosis”) v prostoru kvazihybnosti. Nizka (vysoka) hodnota momentu ma za nasledek zanedbatelný (významný) vliv modu na dispersni relaci podel hlavni diagonaly Brillouinovy zony. (iii) Energie zlomu klesa s rostoucim uhlem mezi řezem Fermiho plochy a hlavni diagonalou Brillouinovy zony, v kvalitativnim souladu s nedavno ziskanými ex- perimentalnimi poznatky. Tento trend je objasněn, zaroveň předpovězeny urcite vlastnosti uhlove zavislosti zlomu. Objevili jsme mechanismus, který vede ke vzniku spinove textury v k prostoru v ramci nedegenerovaneho dvojpasoveho Hubbardova modelu, daný spontannim narusenim syme- trie způsobeným elektronovými korelacemi. S využitim dynamicke teorie středniho pole ukazujeme, že dopovani tripletniho excitonoveho izolantu může vest ke vzniku nových ter- modynamických fazi s jedinecnými vlastnostmi. Numericke výsledky jsou interpretovany s využitim nastrojů analogických těm, ktere jsou použivany v kontextu teorie tzv. dvojne výměny. Spinove textury v k prostoru jsou zajimave z toho důvodu, že maji řadu aplikaci v oblasti spintroniky. Nas výsledek je významný tim, že ukazuje, jak mohou spinove textury vzniknout bez přispěni spin-orbitalni interakce.