Самосогласованная модель теории сильной связи электронных корреляций в неупорядоченных кристаллах

С. П. Репецкий, О. В. Третяк, И. Г. Вышиванная, В. В. Шастун

Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, ул. Владимирская, 60, 01033 Киев, Украина

Получена: 15.03.2012. Скачать: PDF

Развит метод описания электронных корреляций в неупорядоченных кристаллах, основанный на гамильтониане многочастичной системы и диаграммной технике для расчёта функций Грина. Электронные состояния системы описаны в рамках самосогласованной многозонной модели сильной связи. Учтены процессы рассеяния электронов на потенциалах ионных остовов разного сорта и колебаниях кристаллической решётки. Предложен последовательный метод учёта дальнодействующего кулоновского взаимодействия электронов на разных узлах решётки. Получено кластерное разложение для плотности состояний, свободной энергии и электропроводности неупорядоченной системы. Показано, что вклады процессов рассеяния элементарных возбуждений на кластерах уменьшаются с увеличением числа узлов в кластере в соответствии с некоторым малым параметром. Точность расчёта определяется точностью перенормировки вершинных частей массовых операторов электрон-электронного и электрон-фононного взаимодействий и малым параметром кластерного разложения. Выяснена природа спин-зависимого электронного транспорта углеродных нанотрубок с атомами хрома, адсорбированными на поверхности. Показано, что величина спин-зависимого транспорта связана с относительным сдвигом во внешнем магнитном поле энергетических уровней электронов (кулоновскими щелями, возникающими в области уровня Ферми) для разных проекций спина.

Ключевые слова: модель самосогласованной сильной связи, электронные корреляции, допированные атомами Cr углеродные нанотрубки, энергетический спектр электронов и фононов, электропроводность, спиновая поляризация электрического тока.

PACS: 63.20.K-, 71.15.Ap, 71.20.Tx, 71.27.+a, 72.10.-d, 72.25.-b, 73.63.Fg

Citation: S. P. Repetsky, O. V. Tretyak, I. G. Vyshivanaya, and V. V. Shastun, Self-Consistent Model of Strong Coupling Theory of Electron Correlations in Disordered Crystals, Usp. Fiz. Met., 13, No. 2: 189—223 (2012), doi: 10.15407/ufm.13.02.189


Цитированная литература (38)  
  1. W. A. Harrison, Pseudopotentials in the Theory of Metals (New York: Benjamin: 1966).
  2. D. Vanderbilt, Phys. Rev. B, 41, No. 11: 7892 (1985). Crossref
  3. K. Laasonen, R. Car, C. Lee, and D. Vanderbilt, Phys. Rev. B, 43, No. 8: 6796 (1991). Crossref
  4. P. E. Blochl, Phys. Rev. B, 50, No. 24: 17953 (1994). Crossref
  5. G. Kresse and D. Joubert, Phys. Rev. B, 59, No. 3: 1758 (1999). Crossref
  6. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett., 77, No. 18: 3865 (1996). Crossref
  7. J. Tao, J. P. Perdew, V. N. Staroverov, and G. E. Scuseria, Phys. Rev. Lett., 91, No. 14: 146401 (2003). Crossref
  8. J. P. Perdew, S. Kurth, A. Zupan, and P. Blaha, Phys. Rev. Lett., 82, No. 12: 2544 (1999). Crossref
  9. J. P. Perdew, A. Ruzsinszky, G. I. Csonka, L. A. Constantin, and J. Sun, Phys. Rev. Lett., 103, No. 2: 026403 (2009); ibidem, 106, No. 17: 179902 (2011).
  10. J. Sun, M. Marsman, G. I. Csonka, A. Ruzsinszky, P. Hao, Y.-S. Kim, G. Kresse, and J. P. Perdew, Phys. Rev. B, 84, No. 3: 035117 (2011). Crossref
  11. V. V. Ivanovskaya, C. Köhler, and G. Seifert, Phys. Rev., 75, No. 7: 075410 (2007). Crossref
  12. D. Porezag, T. Frauenheim, T. Köhler, G. Seifert, and R. Kascher, Phys. Rev. B, 51, No. 19: 12947 (1995). Crossref
  13. M. Elstner, D. Porezag, G. Jungnickel, J. Elsner, M. Haugk, Th. Frauenheim, S. Suhai, and G. Seifert, Phys. Rev. B, 58, No. 11: 7260 (1998). Crossref
  14. C. Köhler, G. Seifert, U. Gerstmann, M. Elstner, H. Overhof, and Th. Frauenheim, Phys. Chem. Chem. Phys., 3, No. 23: 5109 (2001). Crossref
  15. V. V. Ivanovskaya and G. Seifert, Solid State Commun., 130, No. 3–4: 175 (2004). Crossref
  16. V. V. Ivanovskaya, T. Heine, S. Gemming, and G. Seifert, phys. status solidi (b), 243, No. 8: 1757 (2006). Crossref
  17. A. Enyaschin, S. Gemming, T. Heine, G. Seifert, and L. Zhechkov, Phys. Chem. Chem. Phys., 8, No. 28: 3320 (2006). Crossref
  18. J. C. Slater and G. F. Koster, Phys. Rev., 94, No. 6: 1498 (1954). Crossref
  19. R. R. Sharma, Phys. Rev. B, 19, No. 6: 2813 (1979). Crossref
  20. J. B. Staunton, S. S. A. Razee, M. F. Ling, D. D. Johnson, and F. J. Pinski, J. Phys. D: Appl. Phys., 31, No. 19: 2355 (1998). Crossref
  21. S. S. A. Razee, J. B. Staunton, B. Ginatempo, E. Bruno, and F. J. Pinski, J. Phys.: Condens. Matter, 13, No. 38: 8565 (2001). Crossref
  22. W. Kohn and L. J. Sham, Phys. Rev., 140, No. 4A: 1133 (1965). Crossref
  23. R. O. Jones and O. Gunnarsson, Rev. Mod. Phys., 61, No. 3: 689 (1989). Crossref
  24. G. M. Stocks, W. M. Temmerman, and B. L. Gyorffy, Phys. Rev. Lett., 41, No. 5: 339 (1978). Crossref
  25. G. M. Stocks, and H. Winter, Z. Phys. B, 46: 95 (1982). Crossref
  26. D. D. Johnson, D. M. Nicholson, F. J. Pinski, B. L. Gyorffy, and G. M. Stocks, Phys. Rev. B, 41, No. 14: 9701 (1990). Crossref
  27. R. V. Chepulskii and W. H. Butler, Phys. Rev. B, 72, No. 13: 134205 (2005). Crossref
  28. S. P. Repetsky and T. D. Shatnii, Theor. Math. Phys., 131, No. 3: 832 (2002). Crossref
  29. A. A. Abrikosov, L. P. Gorkov, and I. E. Dzyaloshinski, Methods of Quantum Field Theory in Statistical Physics (Eds. R. A. Silverman) (Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall: 1963).
  30. D. N. Zubarev, Nonequilibrium Statistical Thermodynamics (Eds. P. Gray and P. J. Shepherd) (New York: Consultants Bureau: 1974).
  31. F. Ducastelle, J. Phys. C, 7, No. 10: 1795 (1974). Crossref
  32. V. F. Los’ and S. P. Repetsky, J. Phys.: Condens. Matter, 6, No. 9: 1707 (1994). Crossref
  33. R. Kubo, J. Phys. Soc. Japan, 12, No. 6: 570 (1957). Crossref
  34. E. P. Wigner, Group Theory (New York–London: Academic Press: 1959).
  35. J. C. Slater, Quantum Theory of Molecules and Solids. Vol. 1 (New York: McGraw-Hill: 1963).
  36. C. Yang, J. Zhao, and J. P. Lu, Phys. Rev. Lett., 90, No. 25: 257203 (2003). Crossref
  37. C. Yang, J. Zhao, and J. P. Lu, Nano Lett., 4, No. 4: 561 (2004). Crossref
  38. E. Durgun and S. Ciraci, Phys. Rev. B, 74, No. 12: 125404 (2006). Crossref
Цитируется (1)
  1. S. P. Repetskii, I. G. Vyshivanaya, V. A. Skotnikov and A. A. Yatsenyuk, Phys. Metals Metallogr. 116, 336 (2015).