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Projekt
Kohärente Propagation und Zerfall von Quasiteilchen
Antragsteller
Professor Dr. Maurits Haverkort
Fachliche Zuordnung
Theoretische Physik der kondensierten Materie
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 449872909
Wir werden eine Methode Greenscher Funktionen im Orts- und Impulsraum, sowie in Zeit- und Frequenzdomäne entwickeln, um den Zerfall von Quasiteilchen aufgrund der Dynamik realistischer Materialien so zu beschreiben, wie er in lokalen, sowie nicht lokalen n-Punkt Korrelationsfunktionen beobachtet werden kann. Dabei liegt der Fokus auf Zerfällen durch Streuung an Ladung für von entweder nieder- (Magnonen) oder hochenergetische Anregungen (röntgeninduzierte Excitonen und Resonanzen). Projekt P7 trägt direkt zu Thread 3 über dynamische Eigenschaften korrelierter Modelle und Materialien in angeregten Zuständen bei. Die Methoden unseres Programms Quanty werden wir erweitern um die Dynamik von durch Röntgenstrahlen angeregten Core-Level Zuständen, niederenergetischen magnetischen und orbitalen Anregungen zu berechnen, indem eine materialspezifische Selbstenergie eingeführt wird, welche den Zerfall beschreibt. Der Schwerpunkt wird auf korrelierten Materialien liegen, die für QUAST relevant sind wie zum Beispiel Ce3Bi4Pd3, CeRu4Sn6, Co3Sn2S2, CeBa7Au4Si40 und TaS2, welche in P1, P3, und P6 experimentell untersucht werden. Als Startpunkt der elektronischen Strukturrechnungen werden wir LDA+DMFT verwenden.Wir werden Methoden implementieren, um die Änderung der Dynamik von röntgeninduzierten Core-Level Zuständen aufgrund des Auger-Meitner-Effekts durch Coulombstreuung lokaler Elektronen ins Kontinuum zu berechnen. Um übergroße Hilberträume zu vermeiden, implementieren wir die Coulombstreuung in nicht-lokale Zustände als Selbstenergie der elektronischen Propagation des Quasiteilchens. Die Selbstenergie vereinfacht die Beschreibung der Dynamik, weil das System sein Langzeitverhalten vergisst. Unsere Methoden können wir testen, indem wir 2- und 4-Punkt Korrelationsfunktionen mit den Messungen der Röntgenabsorption und resonanten, inelastischen Röntgenstreuung der korrelierten Metalle (P1), sowie den Rechnungen in QUAST (P1, P5) vergleichen.Nachdem wir die Selbstenergie der Core-Level Zustände verstanden haben, werden wir auch für niederenergetische magnetische Anregungen aufgrund von Ladungsstreuung eine Selbstenergie implementieren. In der Frequenzdomäne erlaubt uns dies nicht nur eine Energie-Impuls-Dispersionsrelation magnetischer Anregungen für Materialien wie Ce3Bi4Pd3, CeRu4Sn6, Co3Sn2S2, CeBa7Au4Si40 zu bestimmen, sondern auch deren Linienbreiten zu berechnen. In der Zeitdomäne legt die Selbstenergie eine Zeitskala für den Transfer von Anregungsenergie zwischen Spin- und Ladungsfreiheitsgraden des Materials fest, wodurch ebenso eine Zeitskala für das Erreichen des Gleichgewichtszustandes bei langsamer Spin-Dynmaik festgelegt wird (P8). Sämtliche Methoden werden in dem frei verfügbaren Softwarepaket Quanty implementiert, welches eine Skriptsprache zur Verfügung stellt, die es erlaubt quantenmechanische Probleme in zweiter Quantisierung zu formulieren und mittels verschiedener Viel-Teilchen-Techniken zu lösen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
