Энергетическая структура и свойства сильно коррелированных электронных систем купратов и манганитов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, доктор физико-математических наук Гавричков, Владимир Александрович

• Гавричков, Владимир Александрович
• доктор физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Гавричков, Владимир Александрович

ГЛАВА I. ГИБРИДНЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОННОЙ 20 СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ С СИЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОННЫМИ КОРРЕЛЯЦИЯМИ. (Обзор)

1.1 Введение

1.2 Метод LDA+U

1.3 Метод LDA +DMFT

1.4 Исходные концепции кластерного подхода, построенного на 32 Х-операторах

ГЛАВА II. ОБОБЩЕННЫЙ МЕТОД СИЛЬНОЙ СВЯЗИ (GTB).

2.1 Концепция квазичастиц. Преобразование гамильтониана к 49 симметричному базису блоховских функций. Структура гамильтониана: внутриячеечные и межъячеечные взаимодействия. Кулоновские взаимодействия.

2.2 Процедур численной диагонализации одноячеечной части 56 гамильтониана и построение конфигурационного пространства многоэлектронной системы. Редукция конфигурационного пространства. Правило сумм.

2.3 Гамильтониан в представлении Х-операторов. Уравнения 66 движения. Вывод дисперсионного уравнения и выражения для спектральной интенсивности квазичастичных состояний в GTB методе.

2.4 LDA+GTB - развитие GTB методе с помощью LDA 70 вычислений. Выводы.

ГЛАВА III. ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ И 74 ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ARPES - СПЕКТРОВ В ВТСП КУПРАТАХ.

3.1 Структура и физические свойства ВТСП купратов

3.2 Исследование электронной структуры ВТСП купратов в 81 модельном подходе

3.3 Обобщенный метод сильной связи для Си02 плоскости. 85 Особенности конфигурационного пространства ВТСП купратов. Дисперсионное уравнение и расчет спектральной интенсивности.

3.4 Квазичастицы в недопированных купратах: дисперсия и 105 спектральная интенсивность.

3.4.1 Дисперсионные зависимости и энергетическая щель в 105 недопированных купратах при х=0. Внутрищелевые состояния. Триплетный вклад в состояния валентной зоны.

3.4.2 Расчет спектральной интенсивности квазичастичных 109 состояний.

3.4.3 Анализ поляризованных ARPES - спектров недопированных 115 купратов.

3.4.4 Остаточная поверхность Ферми в диэлектрических 121 оксихлоридах Са2Си02С12 и Sr2Cu02Cl

3.4.5 Электронная структура недопированных LCI2CUO4 и Nd2Cu04 125 купратов в LDA+GTB методе

3.4.6 Исследование квазичастичного спектра недопированных 136 купратов. Выводы.

3.5 Электронная структура ВТСП купратов п- ир- типа в расчетах 138 LDA+GTB.

3.5.1 Дисперсия квазичастичных состояний в допированных 139 ВТСП купратах п~ и р- типа.

3.5.2. Соответствие с экспериментальными данными и расчетами 143 в иных подходах.

3.5.3. Парциальные вклады в спектральную интенсивность 149 допированных п- и р- материалов.

3.5.4. Концентрационная зависимость положения уровня Ферми в

LSCO и NCCO.

3.5.5 Исследование квазичастичного спектра допированных 155 купратов. Выводы.

3.6 Влияние возбужденных двухчастичных состояний на межатомное обменное взаимодействие в LCI2C11O4.

3.6.1 Особенности обменного взаимодействия в струткуре ВТСП 156 купратов.

3.6.2 Обобщенный метод сильной связи с учетом возбужденных 160 состояний.

3.6.3. Построение эффективного обменного гамильтониана.

3.6.4. Анализ обменных вкладов в эффективном гамильтониане.

3.6.5. Численные вычисления эффективной обменной константы.

3.6.6 Характер обменного взаимодействия в купратах. Выводы

ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ, 175 ПМД ПЕРЕХОДА И ARPES СПЕКТРОВ В KMC МАНГАНИТАХ

С ПОМОЩЬЮ ОБОБЩЕННОГО МЕТОДА СИЛЬНОЙ СВЯЗИ.

4.1 Структура и физические свойства ВТСП купратов

4.2 Экспериментальные и теоретические исследования 178 электронной структуры манганитов LalxMx2+Mn

M = Sr,Ba,Ca) р- типа

4.3 Вывод гамильтониана обобщенного метода сильной связи для 183 оксидов марганца с учетом орбитального упорядочения (представление Кугеля-Хомского)

4.4. Построение конфигурационного пространства 193 многоэлектронной системы на базе состояний со спином (S=5/2, 2, 3/2). Ян-теллеровские особенности конфигурационного пространства KMC манганитов. Орбитальная природа внутрищелевых состояний.

4.5 Вывод уравнений для дисперсии и спектральной интенсивности квазичастичных состояний.

4.6. Качественное рассмотрение особенности электронной 204 структуры KMC манганитов LaxxM2*МпОг, М2+ = Sr2+ ,Са2+ ,Ва2+ в АФМ, ФМ И ПМ фазах. Эффекты парамагнитного сужения в дисперсии ПМ— квазичастиц. Состояние спинового полуметалла в ФМ фазе материала.

4.7 Теоретическое исследование электронной структуры KMC 211 манганитов LaxxM]+МпОъ, М2+ = Sr2+ ,Са2+,Ва2+ в АФМ, ФМ,

ПМ фазах. Зонная структура, спектральная интенсивность квазичастичных состояний. Число валентных состояний и положение УФ. Сопоставление с экспериментальными результатами фотоэмиссионных исследований электронной структуры La{xSrxMn

4.8 Выводы. Природа ПМД перехода и KMC эффекта в 220 допирпованных манганитах.

ГЛАВА V. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕСНОГО ЭЛЕКТРО- И 221 МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЙ В СИЛЬНО

КОРРЕЛИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛАХ: ХРОМОВЫХ

ШПИНЕЛЯХ А2Сг2В64 (A2=Hg,Cd;B6=Se,S) И KMC МАНГАНИТАХ.

5. 1 Введение.

5.2 Теоретическое исследование примесного механизма 225 магнитосопротивления в рамках многоэлектронной ¿¿/-модели с гибридизацией.

5.2.1 Постановка задачи для исследования процессов рассеяния 225 носителей в халькогенидных шпинелях хрома А2Сг2В%. 5.2.2. Модельный гамильтониан и функции Грина

5.2.3 Вычисление электропроводности.

5.2.4 Обсуждение результатов. 5.3 Сравнение г механизмов отрицательного магнитосопротивления в марганцевых перовскитах ЬаххСахМпОг и хромовых шпинелях

5.3.1 Полевые зависимости электросопротивления в 251 ЬаххСахМпОг при Н-Ю в Тс.

5.3.2 Результаты измерений и расчета полевых зависимостей 253 электросопротивления в рамках ¿¿/-механизма рассеяния.

5.3.3 Сопоставление с другими теоретическими и 257 экспериментальными результатами исследований электронной структуры и КМС эффекта в оксидах марганца Мпп03п+

5.4 Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Энергетическая структура и свойства сильно коррелированных электронных систем купратов и манганитов»

Как правило, источниками для построения известных теоретических моделей являются яркие физические явления, с которыми сталкиваются исследователи. С течением времени из всего многообразия моделей остаются лишь адекватные физике исследуемых явлений. В актуальной области физики систем с сильными электронными корреляциями (СЭК) это три модели: модель Хаббарда, модель Андерсона и модель двойного обмена (ДО), позволяющие в различных приближениях строить теорию многочисленных физических явлений: перехода металл-диэлектрик (ПМД), образования магнитного момента на примеси, эффекта Кондо, сверхпроводимости и многих других. Преимущество данного подхода состоит в том, что сама физика явления на качественном уровне подсказывает к какому типу теоретического рассмотрения обратиться. Сложнее обстоят дела там, где даже качественное представление о природе явления отсутствует. Как правило, наличие такой неопределенности приводит к феноменальному росту количества различных теоретических моделей и работ, посвященных каждой из них. Посмотрим с этой точки зрения на эти яркие физические явления в области физики СЭК систем. Так как результаты исследований отражены в электронном информационном пространстве, то это легко установить, используя, например, поисковую машину "Google". На Рис. 1.1 показано количество ссылок на известные модели в области СЭК систем.

1 - DE модель

2 - модель Андерсона

3 - модель Хаббрда

4 ■ pd модель

5 - U модель ишн

Рис. 1.1 Число поисковых запросов в сети для базовых моделей в квантовой теории твердого тела. По данным Google на 18.01.2010

Эти данные демонстрируют, что качественный характер мэйнстрима действительно составляют упомянутые модели, задающие характерный мировой масштаб количества обращений ~104-г105, и речь в этих исследованиях, главным образом, идет о природе таких явлений, как: переход металл-диэлектрик, высокотемпературная сверхпроводимость (ВТСП) и колоссальное магнитосопротивление {KMC). Фактически, для последних двух явлений, однозначная связь с базовыми моделями не установлена до сих пор. В этом случае исследования продолжают развиваться не только по пути работы в рамках определенной модели, но и по пути более сложных и менее очевидных первопринципных теорий, создание которых связано с соответствующими программными пакетами (см. например Таблица 1).

Таблица 1. Программное обеспечение, которое реализует метод теории функционала плотности (DFT).

• Abinit — использует метод . MOLCAS псевдопотенциала ADF • MOLPRO

• AIMPRO • MPQC

• Atomistix Toolkit CADPAC • NRLMOL CASTEP • NWChem

• CPMD • OCTOPUS

• CRYSTAL06

• DACAPO • OpenMX

• DALTON . ORCA

• deMon2K • ParaGauss

• DFT++

• DMol3 • PC GAMESS начиная с версии 6.4

• EXCITING: полный потенциал, • PLATO — метод линейной метод линеаризованных комбинации атомных орбиталей присоединённых плоских волн

LAPW) . ПРИРОДА

• Fireball • PWscf (Quantum-ESPRESSO) — GAMES S (UK) использует метод псевдопотенциала GAMESS (US) GAUSSIAN • Q-Chem

• HyperChem • SIESTA JAGUAR • Spartan TB-LMTO-47 — метод линеаризованных маффин-тин • S/PHI/nX орбиталей • TURBOMOLE

• VASP — использует метод псевдопотенциала

• WIEN2k — полный потенциал, метод линеаризованных присоединённых плоских волн (LAPW)

Такие исследования помогают построить адекватную модель, если таковое возможно, либо дать объяснение явлению вообще без привлечения модельного описания - на базе численных расчетов. Поскольку имеется проблема учета СЭК в первопринципных методах, то не любые из них годятся для расчета электронной структуры таких материалов. На момент написания нашей работы это первопринципные и гибридные подходы в рамках теории функционала плотности ЮА(ЬЗОА), ЮА+и, ЮА+ОМГТ, а также версии последнего с учетом пространственных корреляций, например

ЮА+СИМЕТ или ЮА +ОМЕТ+1(к) и др. к тем областям физических явлений, где исследования в рамках какой-либо из моделей не приносят желаемого результата, естественным образом подключаются первопринципные и гибридные подходы.

Например, модель двойного обмена (ДО) дает качественное, интуитивно понятное объяснение ПМД в Тс - точке фазового магнитного перехода допированных манганитов. Однако количественные расхождения и неспособность объяснить происхождение высокотемпературной псевдощели в электронной структуре КМС манганитов послужили стимулом к изучению физики КМС эффекта в рамках ЮА+ИМЕТ подхода. Тем не менее, как для манганитов, так и в области ВТСП физики ключевые вопросы остаются пока без ответа. Такие как:

- В чем уникальность химического состава и структурного мотива ВТСП материалов? Каков максимально достижимый масштаб критических температур, связанных с этой особенностью?

- Какова природа явления KMC в допированных манганитах и возможно ли явление KMC в полях ниже, чем десятки тесла?

Как следствие имеет место интенсивная работа над базовыми моделями и дальнейшим развитием первопринципных методов в отношении учета СЭК. В этом смысле, настоящая работа, посвященная исследованию таких актуальным физических явлений как ВТСП и KMC в оксидах переходных элементов, не является исключением. Она использует обобщение подхода к исследованию эффектов СЭК, используемого в модели Хаббарда до гибридного метода расчета электронной структуры - обобщенного метода сильной связи.

Целью настоящей работы является:

1. Разработка теоретического подхода - обобщенного метода сильной связи (generalized tight binding (GTB)) и его первопринципного варианта LDA+GTB к исследованию электронной структуры оксидов переходных элементов, с учетом сильных электронных корреляций;

2. Систематическое исследование электронной структуры наиболее актуальных оксидов переходных элементов: ВТСП купратов и KMC манганитов в рамках LDA+GTB метода.

Работа организована следующим образом.

В первой главе проведен краткий обзор LDA+U и LDA+DMFT основных гибридных методов расчета электронной структуры СЭК материалов. Отмечены основные достоинства и недостатки этих подходов. При известных достоинствах ab initio подхода и быстром численном алгоритме, в расчетах LDA+U с кулоновским взаимодействием используется расцепление его операторной структуры, соответствующее приближению Хартри-Фока, которое не может рассматриваться в качестве удовлетворительного, так как не воспроизводит основные особенности электронного спектра в материалах с СЭК. Более обоснованной выглядит LDA+DMFT схема расчета, в которой, однако, в силу специфики основного приближения, отсутствует учет пространственных флуктуаций и что ограничивает область применения таких расчетов, исключая, в частности, квазидвумерные структуры ВТСП купратов. В заключительном третьем разделе этой главы приведен обзор исследований электронной структуры материалов с СЭК, использующих кластерный подход и представление операторов Хаббарда.

Во второй главе излагается LDA+GTB подход к расчету электронной структуры СЭК материалов. Основной исходной точкой зрения, для нашего подхода является наличие в оксидах переходных элементов орбитальных и спиновых степеней свобод, что можно непосредственно контролировать, наблюдая спектр внутриионных ¿/¿/-переходов с правилами отбора по спину и четности. В этой главе приведен Гамильтониан метода в представлении функций Ваннье (ФВ) с симметрией элементарной ячейки (ЭЯ), а также дан вывод основных уравнений для дисперсии и спектральной интенсивности квазичастичных состояний в нуль-петлевом приближении Хаббард-1. Показано, что работа только с низко лежащими по энергии многочастичными состояниями недостаточна для решения некоторых физических задач. Например, для расчета обменной константы или положения уровня Ферми (УФ) в материалах с СЭК. Результаты второй части диссертации носят обобщающий характер, поэтому представлены практически во всех работах автора [2, 7-32].

В третьей главе приведена реализация LDA+GTB подхода для исследования электронной структуры однослойных ВТСП купратов п- и /з-типов, где использован структурный мотив и химическое содержание для СиС>2 слоя. Показано, что соответствие конфигурационного пространства электронной подсистемы CuÖ2 слоя конфигурационному пространству модели Хаббарда зависит от положения апического кислорода и возрастает при его удалении от С и О2 слоя. Соответствие между пространствами нарушается за счет 3Btg триплетных состояний, конкурирующих с сигнглетом Жанга-Райса Alg за основное состояние, при сближении апического кислорода с Си02 слоем. Соответствующий вклад от этих состояний в валентной зоне зафиксирован в окрестности (л",0) точки зоны Бриллюэна. Механизм появления триплетных состояний позволил идентифицировать эффекты химического сжатия в ARPES спектрах диэлектрических составов B^Sr^Ca^YjCu^O^g с различной степенью замещения Са2+<-»Г3+ (0.92> д:> 0.55). Показано также, что в АФМ фазе недопированных купратов на потолке валентной зоны и на дне зоны проводимости образуются внутрищелевые (in-gap) состояния с нулевой спектральной плотностью, связанные с наличием А ФМупорядочения. Проведены расчеты спектральной интенсивности квазичастичных состояний по всей зоне Бриллюэна (ЗБ) и анализ четности квазичастичных состояний в симметричных точках ЗБ, Результаты расчетов согласуются с результатами линейно поляризованных ARPES исследований ВТСП материалов. Показано, что форма "остаточной поверхности Ферми" (ПФj, наблюдаемой в фотоэмиссионных экспериментах ARPES в диэлектрических составах оксихлоридов Са2Си02С12 и Sr2Cu02Cl2 совпадает с к- областью вклада квазичастиц, образованных с участием Alg состояний.

Рассчитанная константа суперобменного взаимодействия J& 0Л5еУ в недопированных ВТСП материалах находится в хорошем согласии с величиной определенной из экспериментов по неупругому рассеяния нейтронов. Показано, что имеют место два основных вклада в обменное взаимодействие, связанных с синглетньши состояниями Alg антиферромагнитный и триплетными состояниями 3Blg - ферромагнитный.

Преобладание АФМ вклада обусловлено именно химическим составом и структурным мотивом ВТСП материалов.

Исследованы электронные свойства допированных ВТСП купратов п- и р-типов. Природа т^ар состояний на потолке валентной зоны имеет АФМ происхождение - состояния приобретают отличный от нуля спектральный вес при допировании и наличии АФМ упорядочения. Расчет дисперсионных зависимостей, спектральной интенсивности и положения УФ в ВТСП материалах п- и р-тшт приводит к выводу о возможности существования зарядово-неоднородных состояний в слабодопированных купратах. В рамках ЬИА+ОТВ расчетов примесных эффектов при замещении Ьа двухвалентными элементами установлено явное преобладание многоэлектронных эффектов СЭК над обычными эффектами замещения -изменениями параметров решетки на электронную структуру ВТСП купратов п- и р-типов. Результаты третьей части диссертации представлены в работах автора [2, 7-28, 30].

В четвертой главе приведена практическая реализация ЬИА+ОТВ подхода для исследования электронной структуры манганитов р-типа с использованием структурного мотива недопированного ЬаМпОз . Построен многоэлектронный базис исходных состояний ячейки с учетом высокоспиновых состояний марганца £ = 3/2; 2; 5/2 для секторов конфигурационного пространства с различным числом частиц на элементарную ячейку. Орбитальное упорядочение учитывалось в духе работ Кугеля-Хомского и соответствует искажению простой кубической структуры до х сверхструктурного мотива. Состояния лигандов (кислорода) также учтены при построении ФВ симметричных состояний ячейки. В процессе численной диагонализации одноячеечной части гамильтониана показано, что соответствие конфигурационного пространства электронной системы структурного Мп06 блока конфигурационному пространству ДО модели отсутствует из-за наличия частично заполненных её орбиталей и эффекта Яна-Теллера, снимающего орбитальное вырождение. В недопированном орбитально-упорядоченном ЬаМпОъ получено диэлектрическое состояние как в АФМ, так и ПМ фазах. Рассчитаны дисперсионные зависимости, спектральные интенсивности квазичастичных состояний вдоль симметричных направлений простой кубической зоны Бриллюэна в АФМ и ПМ фазах. Характерной особенностью манганитов является присутствие т^ар состояний на потолке валентной зоны, которые в отличие от аналогичных состояний в купратах имеют орбитальное происхождение - исчезают вместе с эффектами орбитального упорядочения, но не магнитного порядка. Общее свойство этих состояний в манганитах и купратах заключается в том, что их спектральная интенсивность в недопированных составах близка к нулю (Т ~ ОК). Как показывают ЬИА+СТВ расчеты, при ФМ-ПМ переходе сужение валентной зоны в ПМ фазе составило ~ ^соз(#/2), т.е. вдвое большую величину, чем в ДО модели.

Исследованы электронные свойства допированных КМС манганитов Ьа1. хМхМп03 (М=8г,Са,Ва) р-типа в ФМ и ПМ фазах с орбитальным упорядочением и концентрациями допирующей компоненты 0 < х < 0.3.

Спектральная интенсивность орбитальных in-gap состояний пропорциональна уровню допирования материала. Как показывают LDA+GTB расчеты, в ФМ фазе KMC манганитов воспроизводится состояние спинового полуметалла (СПМ) со 100%-ной спиновой поляризацией при Т=0К, когда для квазичастицы с одной проекцией спина имеет место металлический характер спектра, а для другой проекции — диэлектрический. Имеет место качественное согласие рассчитанной спектральной интенсивности по симметричным направлениям ЗБ с результатами последних ARPES исследований Ьахх8гхМпОъ кубических манганитов. Изучение положения УФ и плотности состояний на УФ при х = 0.05 0.3 с шагом Ах = 0.05 показывает, что в Тс точке магнитного фазового перехода для пространственно однородного ПМ состояния явление ПМД отсутствует. Рассчитанная зонная структура в однородном случае, как в ФМ, так и в ПМ фазах при использованных LDA параметрах демонстрирует металлический характер. Найдены условия, при которых в ПМ фазе УФ все же может находиться в щели ян-теллеровского происхождения. Действительно, ПМ сужение валентной зоны оказывается больше величины расщепления с ней in-gap зоны, вследствие эффекта Яна-Теллера, и мы можем наблюдать эффекты заполнения только в ПМ фазе в материалах с т.н. запрещенными frs (first removal state в рентгеновской спектроскопии^ состояниями -состояниями дырок с наименьшей энергией связи. Сам эффект диэлектризации обусловлен наличием СЭК. А сложная структура потолка валентной зоны наличием эффекта Яна-Теллера в кубических материалах. Согласно нашим результатам эффект КМС - следствие факта частичного восстановления магнитного упорядочения в поле при температурах ~ГС (300К), т.е. имеет место в высоких полях. Результаты четвертой части диссертации представлены в работах автора [29, 31, 32]. В пятой главе на примере хромовых шпинелей А2Сг2В% (А2 = Дд, Сс1; В6 = Бе, , обладающих высоким отрицательным магнитосопротивлением, приведен расчет вклада от примесного механизма рассеяния в электро- и магнитосопротивление этих материалов, а также его сравнение с аналогичным вкладом в сопротивление манганитов р-типа. Проведено теоретическое исследование примесного механизма электро- и магнитосопротивления в приближении времени релаксации и периодической модели Андерсона с яс1 обменом с учетом многоэлектронных состояний 4А2 иона Сг3+, а также 3Т1(<^) и 5Е(с?) - Сг2+(с?). В ходе исследования использовалась "примесная" диаграммная техника Абрикосова-Горькова-Дзялошинского с обобщением ее, в настоящей работе, на различные типы квазичастиц или д). Особенность примесного механизма состоит в том, что как полевые, так и температурные зависимости имеют место в подвижности носителей. В модели использованы электронные конфигурации ¿/-состояний, характерных для хромовых шпинелей:, также обладающих большими значениями отрицательного магнитосопротивления (ЩСг2Зе4 и-типа).

В согласии с экспериментальными данными магнитосопротивление имеет отрицательный характер с максимумом в Гс-точке ПМ-ФМ магнитного фазового перехода. Максимальная величина магнитосопротивления определяется разницей в подвижности квазичастиц в d- и ^-примесных каналах рассеяния.

Сравнительное исследование электро- и магнитосопротивлений в KMC манганитах и халькогенидных шпинелях хрома показало, что, несмотря на формальную возможность объяснения отрицательного магнитосопротивления с максимумом в Тс, а также смены кривизны в полевой зависимости сопротивления при переходе из ПМ в ФМ фазу в Тс, примесный механизм не может быть сопоставлен с природой KMC эффекта в манганитах. Как свидетельствуют ARPES исследования в KMC манганитах, ПМД явление имеет место благодаря уменьшению плотности состояния на УФ (на 90%) и образования псевдощели в ПМ фазе, а не за счет колоссальных изменений в подвижности носителей, как это имеет место, например, в халькогенидных шпинелях HgCr2SeA. Результаты пятой части диссертации представлены в работах автора [1, 3 — 6]. В заключение наиболее значимые результаты, полученные с использованием LDA+GTB подхода.

Таким образом, в диссертации рассмотрены закономерности электронной структуры актуальных оксидов переходных элементов и связанные с этим вопросы об интерпретации экспериментальных данных: фотоэмиссионной спектроскопии, спектроскопии по неупругому рассеянию нейтронов, обширной совокупности электрических и магнитных измерений. В дальнейшем тексте нумерация формул, рисунков и список литературы делается отдельно по каждой главе.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Гавричков, Владимир Александрович

5.4 ВЫВОДЫ

Предпринятые в этой главе исследования по построению теории sd-механизма рассеяния в соединениях переходных металлов и инициированные идеями Мота, а также экспериментальными исследованиями [5.29] оказались более успешными для халькогенидных шпинелей хрома, чем для КМС-манганитов, где прямые ARPES исследования [5.40], [5.41], [5.42] обнаружили псевдощель в спектрах квазичастиц на УФ. Действительно, образование псевдощели с ростом температуры приводит к резкому уменьшению носителей и ПМД переходу в окрестности Тс. Какие-либо попытки объяснить эти процессы на языке механизма рассеяния бесполезны. Требуется более реалистичный анализ электронной структуры данных материалов, чем простая ¿¿/-модель с гибридизацией, использованная здесь для построения теории линейного отклика. В настоящее время попытки "заработать" псевдощель активно предпринимаются рядом авторов [5.43], [5.44] в том числе и в нашей исследовательской группе [5.45] на основе концепции диэлектрика с запрещенными /гя состояниями (гл.IV). Однако ситуацию нельзя охарактеризовать как прорывную. К результатам всех исследований остаются вопросы, а сама природа псевдощели остается непрозрачной, интуитивно непонятной. В согласии с выводами экспериментаторов [5.40], [5.41], [5.42] мы склоняемся, к тому что, требуются дополнительные исследования тонких особенностей квазичастичного спектра в допированных мангнитов, например, на предмет выполнения условия нестинга. Для чего, для начала, необходимо научится правильно воспроизводить сам квазичастичный спектр этих материалов как ПМ-, так и в ФМ- фазах. Тем более уже есть с чем сравнить! Собственно в первых главах настоящей диссертации мы и пытаемся привести наши теоретические представления об электронной структуре ВТСП и КМС материалов в соответствие с реальностью.

VI. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработан гибридный метод ЬИА+ОТВ для расчета электронной структуры многоэлектронных сильнокоррелированных систем. Предложенный метод основан на процедуре точной диагонализации многоэлектронного гамильтониана внутри элементарной ячейки с последующим учетом межъячеечных перескоков и взаимодействий по теории возмущений.

2. Показано, что электронные системы с кулоновским взаимодействием и различной кратностью орбитального и спинового вырождения основного состояния элементарной ячейки в недопированном случае являются диэлектриками при Т=0К. Найдены условия, когда за счет правил отбора по спину и орбитальному моменту диэлектрическое состояние сохраняется и в допированном случае.

3. Рассчитанные электронные структуры Ш2Си04 и Ьа2Си04 купратов соответствуют антиферромагнитному диэлектрику с потолком валентной зоны в точке & =(;г/2;;г/2) в антиферромагнитной и в точке к = (/г,/г) в парамагнитной фазах, а также с минимумом зоны проводимости в точке к=(тг,0) ив А =(о,о), к=(к,о) для антиферромагнитной и парамагнитной фаз соответственно. Величины непрямой диэлектрической щели: Её(Ьа2Си04)&1.7еУ и Е8(Ш2Си04)&\.6е¥ согласуются с экспериментальными данными Е =\.5 + 2еУ. Симметрийные характеристики рассчитанных линейно поляризованных ARPES спектров недопированных купратов для антиферромагнитной фазы совпадают с экспериментальными данными.

4. Показано, что одноосное сжатие Си06 октаэдра приводит к изменению структуры потолка валентной зоны и спектра ARPES, согласующемуся с данными ARPES экспериментов для Bi2Sr2Ca]xYxCu2Ous.

5. Проведено вычисление обменной константы недопированных ВТСП материалов:

Jeff

0.15eV, с учетом всех возбужденных состояний. Установлено, что обменное взаимодействие складывается из большого количества обменных антиферромагнитных (с участием синглетов A]g) и ферромагнитных (с участием спиновых триплетов 3Blg) вкладов. Показано что, ферромагнитные вклады составляют в обменном взаимодействии малую (порядка 4%) долю.

6. Установлено, что при п- и р- типе допирования возникают внутрищелевые состояния (вблизи дна зоны проводимости в купратах и-типа и на потолке валентной зоны в купратах р-типа). Их спектральная интенсивность пропорциональна уровню допирования. Установлена возможность зарядовой неустойчивости (др/дх< 0) при малых концентрациях допирования как в р-, так ив п- типе купратов, когда уровень Ферми находится в области внутрищелевых состояний.

7. Рассмотрены одноэлектронный и многоэлектронный механизмы концентрационной зависимости при допировании купратов,. Показано, что при малом допировании преобладает многоэлектронный механизм.

8. Показано, что недопированный ЬаМпОъ характеризуется диэлектрическим основным орбитально-упорядоченным состоянием как в антиферромагнитной, так и в парамагнитной фазах. Рассчитанная величина диэлектрической щели Eg& 2eV находится в соответствии с экспериментальными данными.

9. Показано, что в металлической ферромагнитной фазе допированного манганита р-типа электронная структура основного состояния описывает спиновый полуметалл со 100% -ой поляризацией. Рассчитанные спектры ARPES для допированных манганитов качественно совпадают с экспериментальными данными.

10. При ФМ-ПМ переходе в электронной структуре манганитов имеет место сильное парамагнитное сужение дисперсии квазичастиц ~-^cos(#/2) - в два раза превышающее аналогичный эффект в модели двойного обмена для одного носителя. В результате в парамагнитной фазе допированных манганитов на потолке валентной зоны открывается энергетическая щель ян-теллеровского происхождения.

11. Расчет вклада от механизма рассеяния носителей на примесях и дефектах в подвижность и магнитосопротивление допированных манганитов и ферромагнитных халькогенидных хромовых шпинелей показал согласие с экспериментальными данными для хромовых шпинелей и-типа. На основе сравнения механизмов рассеяния носителей в допированных манганитах и ферромагнитных халькогенидных хромовых шпинелях «-типа установлено различие в природе отрицательного магнитосопротивления в шпинелях и манганитах.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Гавричков, Владимир Александрович, 2011 год

1.1. Кон В. Электронная структура вещества— волновые функции и функционалы плотности // УФН. - 2002. - Т. 172. - С. 336-348.

2. Kohn W., Hohenberg P. Inhomogeneous Electron Gas // Phys. Rev. 1964. -Vol. 136.-P. B864-B871.

3. Kohn W., Sham L.J. Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects // Phys. Rev. 1965. - Vol. 140. - A1133- A1138.

4. Anisimov V.I., Zaanen J., and Andersen O.K. Band theory and Mott insulators: Hubbard U instead of Stoner///Phys. Rev. B. 1991. - Vol. 44. -P. 943-954.

5. Georges A., Kotliar G., Krauth W., and Rozenberg J. M. Dynamical mean-field theory of strongly correlated fermion systems and the limit of infinite dimensions // Rev. Mod. Phys. 1996. - Vol. 68. - P. 13-125.

6. Дж. Займан. Вычисление блоховских функций. М.: Мир. - 1973. - 160 С.

7. Smirnov V.P., Usvyat D.E. Variational method for the generation of localized Wannier functions on the basis of Bloch functions // Phys. Rev. B. 2001. -Vol. 64.-P. 245108-245115.

8. Sporkmann В., Bross H. Calculation of Wannier functions for fee transition metals by Fourier transformation of Bloch functions // Phys.Rev. B. 1994. -V. 49.-P. 10869-10876.

9. Zicovich-Wilson C.M., Dovesi R., Saunders V.R. A general method to obtain well localized Wannier functions for composite energy bands in LCAO periodic calculations // J. Chem. Phys. 2001. - Vol. 115. -P. 9708-9718.

10. Mayer I., Rather G., Suhai S. Wannier-type orbitals derived from Mulliken's population analysis // Chem. Phys. Lett. 1998. - Vol. 293. - P. 81-89.

11. Marzari N., Vanderbilt D. Maximally localized generalized Wannier functions for composite energy bands // Phys. Rev. B. 1997. - Vol. 56. -P. 12847-12865.

12. Skriver Hans L. The LMTO method. Springer-Verlag. Berlin Heidelberg New-York. - 1984. - 280 P.

13. Изюмов Ю.А., Анисимов В.И. Электронная структура соединений с сильными корреляциями. Москва&Ижевск. - Dynamics. - 2008. - 376 С.

14. Payne M.C., Teter M.P., Alan D.C., Arias T.A., and Joannopoulos J. D. Iterative minimization techniques for ab initio total-energy calculations: molecular dynamics and conjugate gradients // Rev. Mod. Phys. 1992. -Vol. 64.-P. 1045-1097.

15. Пайнс Д. Элементарные возбуждения в твердых телах. М.: Мир. -1965.-240 С.

16. Vollhardt D. Hands-on Course: LDA+DMFT. University of Hamburg. -2005.-May 18.

17. Мория Т. Спиновые флуктуации в магнетиках с коллективизированными электронами. М.: Мир. - 1988. - С. 288.

18. Овчинников С.Г., Вальков В.В. Квазичастицы в сильно коррелированных системах. Новосибирск: Изд. СО РАН. - 2001. - 278 С.

19. Metzner W., Vollhardt D. Correlated Lattice fermions in d= <x> dimensions // Phys. Rev. Lett. 1989. - Vol. 62. - P. 324-327.

20. Georges A., Kotliar G. Hubbard model in infinite dimensions // Phys. Rev. B. 1992. - Vol. 45. - P. 6479-6483.

21. Jarrel M. Hubbard model in infinite dimensions: A quantum Monte Carlo study // Phys. Rev. Lett. 1992. - Vol. 69. - P. 168-171.

22. Wilson K. G. The renormalization group: critical phenomena and Kondo problem // Rev. Mod. Phys. 1975. - Vol. 47. - P. 773-840.

23. Hirsch J.E., Fye R.M. Monte-Carlo Method for magnetic Impurities in metals // Phys. Rev. Lett. -1986. Vol. 56. - P. 2521-2524.

24. Fye R.M., Hirsch J.E. Monte-Carlo study of the symmetric Anderson-impurity model // Phys. Rev. B. 1988. - Vol. 38. - P. 433-441.

25. Абрикосов А. А. Об особенностях температурной зависимости сопротивления немагнитных материалов с малой примесью магнитных атомов // ЖЭТФ. 1965. - Т. 48. - С. 990-992.

26. Абрикосов А. А. Магнитные примеси в немагнитных металлах // УФН. Т. 97. - С. 403-427.

27. Абрикосов А. А. Об особенностях температурной зависимости сопротивления немагнитных материалов с малой примесью магнитных атомов // ЖЭТФ. 1965. - Т. 48(3). - С. 990-992.

28. Suhl Н. Dispersion Theory of the Kondo Effect // Phys. Rev. 1965. - Vol. 138.-P. A515-A519.

29. Stanescu T. D., Kotliar G. Fermi arcs and hidden zeros of the Green function in the pseudogap state // Phys. Rev. B. 2006. - Vol. 74. - P. 125110(1-6).

30. Kyung В., Rancharla S.S., Senechal D., Tremblay A.-M. S., Civelli M., Kotliar G. Pseudogap induced by short-range spin correlations in a doped Mott insulator // Phys. Rev. B. 2006. - Vol. 73. - P. 165114(1-6).

31. Sakai S., Motome Y., Imada M. Evolution of Electronic Structure of Doped Mott Insulators: Reconstruction of Poles and Zeros of Green's Function // Phys. Rev. Lett. 2009. - Vol. 102. - P. 056404(1-4).

32. Civelli M. Doping-driven evolution of the superconducting state from a doped Mott insulator: Cluster dynamical mean-field theory // Phys. Rev. B. -2009. Vol. 79. - P. 195113 (2009).

33. Rubtsov A.N., Katsnelson M.I., Lichtenstein A.I., and Georges A. Dual fermion approach to the two-dimensional Hubbard model: Antiferromagnetic fluctuations and Fermi arcs //Phys. Rev. B. 2009. - Vol. 79. - P. 045133(1-15)

34. Lichtenstein A.I., Katsnelson M.I. Ab initio calculations of quasiparticle band structure in correlated systems: LDA++ approach // Phys. Rev. B. -1998. Vol. 65. - P. 6884-6895.

35. Nekrasov I.A., Held К., Blumer N., Poteryaev A.I., Anisimov V.I., and Vollhardt D. Calculation of photoemission spectra of the doped Mott insulator using LDA+DMFT(QMC) // Euro. Phys. J. B. 2000. - Vol. 18. -P. 55-61.

36. Held K., Andersen O.K., Feldbacher M., Yamasaki A., and Yang Y.-F. Bandstructure meets many-body theory: the LDA + DMFT method // J. Phys. Cond. Matt. 2008. - Vol. 20. - P. 064202 (1-7).

37. Изюмов Ю.А. Спин-флуктуационный механизм высокотемпературной сверхпроводимости и симметрия параметра порядка // УФН. 1999. -Vol. 169.-С. 225-254.

38. Lichtenstein A.I., and Katsnelson M.I. Antiferromagnetism and d-wave superconductivity in cuprates: A cluster dynamical mean-field theory // Phys. Rev. B. 2000. - Vol. 62. - R9283- R9286.

39. Kotliar G., Savrasov S.Y., Palsson G., and Biroli G. Cellular Dynamical Mean Field Approach to Strongly Correlated Systems // Phys. Rev. Lett. -2001. Vol. 87. - P. 186401(1-4).

40. Кучинский Э.З., Некрасов И.А., Садовский M.B. «Destruction» of the Fermi surface due to pseudogap fluctuations in strongly correlated systems //Письма ЖЭТФ. 2005. - Т. 82. - С. 217-222.

41. Kuchinskii E.Z., Nekrasov I.A., and Sadovskii M.V. Pseudogaps: introducing the length scale into dynamical mean-field theory // ФНТ. T. 32. - C. 528-537.

42. Sadovskii M.V., Nekrasov I.A., Kuchinskii E.Z., Pruschke Th., and Anisimov V.I. Pseudogaps in strongly correlated metals: A generalized dynamical mean-field theory approach // Phys. Rev. B. 2005. - Vol. 72. -P. 155105(1-6).

43. Зайцев P.O. Диаграммные методы в физике твердого тела // Препринт ИАЭ-3965/1. Институт атомной энергии им. И.В.Курчатова. - 1984. -Москва. - 53 С.

44. Зайцев P.O. Обобщенная диаграммная техника и спиновые волны в анизотропном ферромагнетике //ЖЭТФ. 1975. - Т. 68. - С. 207-215.

45. Зайцев P.O. Диаграммная техника и газовое приближение в модели Хаббарда // ЖЭТФ. 1976. - Т. 70. - С. 1100-1111.

46. Зайцев P.O. Диаграммные методы в теории сверхпроводимости иферромагнетизма. Москва. - УРСС. - 2004. - 176 С.

47. Зайцев P.O. О сверхпроводимости высокоспиновых соединений переходных металлов // Тезисы докладов. XXXIII Международная зимняя школа физиков-теоретиков "Коуровка". 22-27 февраля 2010 г. -С. 149.

48. Hubbard J. Electron correlations in narrow energy bands // Proc. Roy. Soc. -1963. Vol. A271. - P. 238-257.

49. Hubbard J. Electron correlations in narrow energy bands III. An improved solution //Proc. Roy. Soc. 1964. - Vol. 281. - P. 401-419.

50. Scheunert M., Nahm W., Rittenberg V. Classification of all simple graded Lie algebras whose Lie algebra is reductive. I // J. Math. Phys. 1976. - Vol. 17.-P. 1626-1639.

51. Scheunert M., Nahm W., Rittenberg V. Classification of all simple graded Lie algebras whose Lie algebra is reductive. II. Construction of the exceptional algebras // J. Math. Phys. 1976. - Vol. 17. - P. 1640-1644.

52. Вакс В.Г., Ларкин А.И., Пикин C.A. Термодинамика идеального ферромагнетика // ЖЭТФ. 1967. - Т. 53. - С. 281-299.

53. Вакс В.Г. Ларкин А.И. Пикин С.А. Спиновые волны и корреляционные функции в ферромагнетике // ЖЭТФ. 1967. - Т. 53. - В. 3. - С. 10891106.

54. Изюмов Ю.А., Кассан-Оглы Ф.А., Скрябин Ю.Н. Полевые методы в теории ферромагнетизма. М.: Наука. - 1974. - 224 С.

55. Балахонов Н.Ф., Кащенко М.П., Китаев В.Н., Курбатов Л. В. Спектр и затухание спиновых волн в гайзенберговском ферромагнетике с одноионной анизотропией // ТМФ. 1974. - Т. 19(1). - С. 102-114.

56. Носкова Л.М. Точное представление спиновых операторов через обобщенные операторы Паули при произвольном спине // ФММ. -1973.-Т. 35(2).-С. 254-262.

57. Гайдидей Ю.Б., Локтев В.М. К теории анизотропных ферромагнетиков // ФНТ. 1977. - Т. 3(4). - С. 507-513.

58. Онуфриева Ф.П. Теория упорядоченной фазы в анизотропных квадрупольных системах. Применение к квантовым молекулярным кристаллам // ФНТ. 1977. - Т. 3(8). - С. 1050-1066.

59. Локтев В.М., Островский B.C. Квантовая теория одноосного ферромагнетика в поперечном магнитном поле // УФЖ. -1978. Т. 23(10).-С. 1708-1717.

60. Сандалов И.С., Подмарков А.Н. Поведение анизотропного s-f магнетика в сильном магнитном поле // Препринт ИФСО-156Ф. 1980. -Красноярск. - 38 С.

61. Вальков В.В., Овчинников С.Г. Операторы Хаббарда и спин-волновая теория гейзенберговских магнетиков с произвольным спином // ТМФ. -1982.-Т. 50(3).-С. 466-475.

62. Гаранин Д.А., Лутовинов B.C. Динамические свойства ферромагнентиков с одноионной анизотропией типа "легкая плоскость" // ТМФ. 1983. - Т. 55(1). - С. 106-117.

63. Вальков В.В., Овчинников С.Г. Вклад магнон-магнонного взаимодействия в термодинамику анизотропных ферромагнетиков // ЖЭТФ. 1983. - Т. 85(4). - С. 1666-1674 00-00.

64. Вальков В.В., Валькова Т.А. Влияние кубической анизотропии на основное состояние и термодинамические свойства гейзенберговских магнетиков // ТМФ. 1984. - Т.59(3). - С. 453-464.

65. Максимов JI.А. Кикоин К.А. Влияние корреляций электронов в металлах на их гибридизацию и магнитные свойства // ЖЭТФ. 1970. -Т. 58.-С. 2184-2194.

66. Ерухимов М.Ш., Овчинников С.Г. Электронный спектр и поглощение света в магнитных полупроводниках // ФТТ. 1979. - Т. 21. - С. 351-358.

67. Кузьмин Е.В., Овчинников С.Г., Сандалов И.С. Перемешивание состояний электронов проводимости и примесных d(f) ионов // ЖЭТФ. 1977.-Т. 73.-С. 1564-1571.

68. Овчинников С.Г. Переменная валентность в халькогенидных хромовых шпинелях // ФТТ. 1979. - Т. 21. - С. 2994-3002.

69. Сандалов И.С., Подмарков А.Н. О возможности индуцирования эффекта Кондо магнитным полем в ферромагнетике // ЖЭТФ. 1985. -Т. 88.-С. 1321-1335.

70. Гавричков В.А., Ерухимов М.Ш., Овчинников С.Г., Эдельман И.С. Многоэлектронная энергетическая структура и физические свойства ферромагнитного полупроводника CdCr2Se4 II ЖЭТФ. 1986. - Т. 90. -С. 1275-1287.

71. Гавричков В.А., Ерухимов М.Ш., Овчинников С.Г. Плотность состояний и спектр поглощения ферромагнитного полупроводника HgCr2Se4 II ФТТ. 1987. - Т. 29. - С.443-485.

72. Fransson J., Eriksson O., and Sandalov I. Many-body approach to spin transport in quantum dot systems // Phys. Rev. Lett. 2002. - Vol. 88. - P. 226601(1-4).

73. Fransson J., Sandalov I., and Eriksson O. A perfect spin-filter quantum dot system // J. Phys.: Condens. Matter. 2004. - Vol. 16 - P. L249-L254.

74. Sandalov I., and Nazmitdinov R.G. Nonlinear transport at the strong intra-dot Coulomb interaction // J. Phys. C: Cond. Matt. 2006. - Vol. 18. - P. L55-L61.

75. Sandalov I.S., Erukhimov M.Sh. The effect of mixing of conduction electrons and d(f)-states on electron conductivity // ЖЭТФ. 1982. - T. 82. -C. 246-253.

76. Bednorz J.G., Muller K.A. Possible high Tc superconductivity in the Ba-La-Cu-O system // Z. Phys. 1986. - Vol. B64. - P. 189-193.

77. Овчинников С.Г., Сандалов И.С. Многоэлектронная модель Си02 -плоскостей в высокотемпературных сверхпроводниках // Препринт №526Ф. Институт Физики им. Л. В. Киренского. - 1988. - Красноярск. 38 С.

78. Барабанов А.Ф., Кузян P.O., Максимов Л.А., Уймин Г.В. Спектр элементарных возбуждений в состоянии резонансных валентных связей // СФХТ. Т. 1(3). - 1988. - С. 70-81.

79. Zhang F.C., Rice T.M. Effective Hamiltonian for the superconducting Си oxides // Phys. Rev. B. 1988. - Vol. 37. - P. 3759-3760.

80. Plakida N.M. Hayn R., Richard J.-L. Two-band singlet-hole model for the copper oxide plane // Phys. Rev. B. 1995. - Vol. 51. - P. 16599-16607.

81. Barabanov A.F., Kuzian R.O., Maksimov L.A. Spectral function of small spin polaron in two-dimensional spherically symmetric antiferromagnetic state // Phys. Rev. B. 1997. - Vol. 55. - P. 4015-4018.

82. Fiorentino V., Mancini F., Zasinas E., Barabanov A.F. Local properties and density of states in the two-dimensional p-d modelof high-7c superconductors // Phys. Rev. B. 2001. - Vol. 64. - P. 214515(1-12).

83. Barabanov A.F., Kovalev A.A., Urazaev O.V., Belemouk A.M. Spin-polaron excitations in the two-dimensional Kondo lattice with spin frustration // Phys. Lett. A. 2000. - Vol. 265. - P. 221-224.

84. Белемук A.M., Барабанов А.Ф., Максимов JI.A. К вопросу о кинетическом уравнении и электросопротивлении в системах с сильным спин-дырочным взаимодействием // Письма в ЖЭТФ. 2007. -Т. 86. - С. 374-380.

85. Бальхаузен К. Введение в теорию поля лигандов. М.: Мир. - 1964. -360 С.

86. Shastry B.S. t-J model and nuclear magnetic relaxation in high-Tc materials // Phys. Rev. Lett. 1989. - Vol. 63. - P. 1288-1291.

87. Feiner L.F., Jefferson J.H., Raimondi R. Effective single-band models for the high-rc cuprates. I. Coulomb interactions // Phys. Rev. B. 1996. - Vol. 53.-P. 8751-8773.

88. Raimondi R., Jeferson J.H., Feiner L.F. Effective single-band models for the high-rc cuprates. II. Role of apical oxygen // Phys. Rev. B. 1996. - Vol. 53. - P. 8774-8788.

89. Belinicher V.I., Chernyshev A.L., Shubin V.A. Generalized t-t'-J model: Parameters and single-particle spectrum for electrons and holes in copper oxides // Phys. Rev. B. 1996. - Vol. 53. - P. 335-342.

90. Гавричков B.A., Овчинников С.Г. Низкоэнергетический спектр электронов в оксидах меди в многозонной p-d модели // ФТТ. 1998. -Т. 40.-С. 184-190.

91. Николаев С.В., Овчинников С.Г. Кластерная теория возмущений для модели Хаббарда с точным учетом ближнего магнитного порядка в кластере 2x2 // ЖЭТФ. 2010. - Т. 138(10). - Р. 717-728.

92. Ирхин Ю. П. Теория обменного взаимодействия для случая нескольких электронов на атом // ЖЭТФ. 1966. - Т. 50. - С. 379-394.

93. Hotta Т., Malvezzi A.L., Dagotto Е. Charge-orbital ordering and phase separation in two-orbital model for manganites: Roles of Jahn-Teller phononic and Coulombic interactions // Phys. Rev. B. 2000. - Vol. 62. - P. 9432 -9452.

94. Yunoki S., Moreo A., Dagotto E. Phase Separation Induced by Orbital Degrees of Freedom in Models for Manganites with Jahn-Teller Phonons // Phys. Rev. Lett. 1998. - Vol. 81. - P. 5612-5615.

95. Mack F., Horsch P. Optical Conductivity in Doped Manganites with Planar x2-y2 Orbital Order// Phys. Rev. Lett. 1999. - Vol. 82. - P. 3160-3162.

96. Ovchinnikov S.G., Sandalov I. S. The band structure of strong-correlated electrons in La2-^rxCu04 and YBa2Cu307-y II Physica C. 1989. - Vol. 161. -P. 607-617.

97. Hubbard J. Electron correlations in narrow energy bands // Proc. Roy. Soc. -1963. Vol. A271. - P. 238-257.

98. Zaanen J., Zawatzky G.A., and Allen J. W. Band gaps and electronic structure of transition-metal compounds // Phys. Rev. Lett. 1985. - Vol. 55. - P. 418421.

99. Ovchinnikov S.G. Generalized tight-binding method for SCES as a perturbative realization of the exact Lehmann representation // Acta Phys. Polon. B. 2003. - Vol. 34. - P.431.

100. Шварц A.C. Математические основы квантовой теории поля. М.: Атомиздат. - 1975. - 368 С.

101. Кринчик Г.С., Четкин М. В. Прозрачные ферромагнетики // УФН. 1969. -Т. 98.-С. 3-25.

102. Еременко В. JI. Беляева А. И. Поглощение света в антиферромагнитных диэлектриках // УФН. 1969. - Т. 98. - С. 27-70.28.3айман Дж. Вычисление блоховских функций. Под ред. проф. М. И. Каганова. - М.: Мир. - 1973. - 160 С.

103. Evarestov R.A. Smirnov V.P. Site Symmetry in Crystals: Theory and Applications. Springer Series in Solid State Sciences. Springer. N. Y. -1997.-Vol. 108.-P.

104. Изюмов Ю.А., Анисимов В.И. Электронная структура соединений с сильными корреляциями. R&C Dynamics. - Москва&Ижевск. - 2008. -376 С.

105. Hubbard J. Electron correlations in narrow energy bands. III. An improved solution // Proc. Roy. Soc. A. 1964. - Vol. 281. - P. 401-419.

106. Зайцев P.O. Диаграммные методы в теории сверхпроводимости и ферромагнетизма. М. Едиториал УРСС. - 2004. - 176 С.

107. Овчинников С.Г., Вальков В.В. Квазичастицы в сильнокоррелированных системах. Новосибирск: Изд-во СО РАН. -2001.-277 С.

108. Marzari N., Vanderbilt D. Maximally lacalized generalized Wannier functions for composite energy bands // Phys. Rev. B. 1997. - Vol. 56. - C. 12847-12865.

109. Wei Ku., Rosner H., Pickett W.E., and Scalettar R.T. Insulating ferromagnetism in Ьа4Ва2Си2Ою'. An ab initio Wannier function analisis // Phys. Rev. Lett. 2002. - Vol. 89. - P. 167204-167206.

110. Эварестов P.А., Усвят Д.Е. Смирнов В.П. Полный учет симметрии при построении функций Ваннье: химическая связь в кристаллах MgO и ТЮ2 IIФТТ. 2003. - Т. 45. - С. 1972-1981.

111. Feiner L.F., Jefferson J.H., Raimondi R. Effective single-band models for the high-rc cuprates. I. Coulomb interactions // Phys. Rev. B. 1996. - Vol. 53.-P. 8751-8773.

112. Damascelli A., Hussain Z., Shen Z.-X. Angle-resolved photoemission studies of the cuprate superconductors // Rev. Mod. Phys. 2003. - Vol. 75. -P. 473-541.

113. Гавричков B.A., Овчинников С.Г., Некрасов И.А., Пчелкина З.В. Электронная структура манганитов LalxMx2+Mn03 р типа в ферромагнитной и парамагнитной фазах в рамках LDA+GTB подхода // ЖЭТФ. 2011. Т. 139. - В. 5. - С. 983-1001.

114. Solovyev I.V., Pchelkina Z.V., Anisimov V.I. Construction of Wannier functions from localized atomiclike orbitals // Phys. Rev. B. 2007. - Vol. 75. -P. 045110-045120.

115. Bednorz J., and Miiller K. A. Possible High Tc Superconductivity in the BaLa-Cu System. // Z. Phys. B. 1986. - Vol. 64. - P. 189-197.

116. Peng J.L. Maiser E., Venkatesan T., Greene R.L., and Czjzek G.

117. Concentration range for superconductivity in high-quality Pr2.xCexCuC>4.y thin films // Phys. Rev. B 1997. - Vol. 55. - P. R6145- R6148.

118. Xu X.-Q., Hagen S.J., Jiang W., Peng J.L., Li Z.Y., and Greene R.L.

119. Thermoelectric power of Nd2.xCexCu04 crystals // Phys. Rev. B. 1992. -Vol. 45. - P. 7356-7359.

120. Dagan Y., Qazilbash M.M., Hill C.P., Kulkarni V.N., and Greene R.L.

121. Evidence for a Quantum Phase Transition in Pr2.xCexCu04.s from Transport Measurements // Phys. Rev. Lett. 2004. - Vol.92. - P. 167001-167005.

122. Wang Yayu, Ono S., Onose Y., Gu G., Ando Yoichi, Tokura Y., Uchida S.,and Ong N. P. Dependence of Upper Critical Field and Pairing Strength on Doping in Cuprates // Science. 2003. - Vol. 299. - P. 86-89.

123. Ando Yoichi, Boebinger G.S., and Passner A., Kimura Tsuyoshi and Kishio

124. Kohji. Logarithmic Divergence of both In-Plane and Out-of-Plane NormalState Resistivities of Superconducting La2.xSrxCu04 in the Zero-Temperature Limit // Phys. Rev. Lett. 1995. - Vol. 75. - P. 4662-4665.

125. ЗЛО. Harlingen D. J. Van. Phase-sensitive tests of the symmetry of the pairing state in the high-temperature superconductors Evidence for d 2 2x —ysymmetry // Rev. Mod. Phys. 1995. - Vol. 67. - P. 515-535.

126. Wu Dong Но, Мао Лап, Mao S. N., Peng J. L., Xi X. X., Venkatesan Т., Greene R.L., and Anlage Steven M. Temperature Dependence of Penetration Depth and Surface Resistance of NdL85Ce0j5CuO4 II Phys. Rev. Lett. 1993. - Vol. 70. - P. 85-88.

127. Alff L., Meyer S., Kleefisch S., Schoop U., Marx A., Sato H., Naito M., and Gross R. Anomalous Low Temperature Behavior of Superconducting NdL85Ce0.i5CuO4 II Phys. Rev. Lett. 1999. - Vol. 83. - P. 2644-2647.

128. Kim Mun-Seog, Skinta John A., Lemberger Thomas R., Tsukada A., and Naito M. Magnetic Penetration Depth Measurements of Pr2.xCexCu04.§ Films on Buffered Substrates: Evidence for a Nodeless Gap // Phys. Rev. Lett. 2003. - Vol. 91. - P. 087001-087005.

129. Skinta John A., and Lemberger Thomas R., Greibe Т., and Naito M. Evidence for a Nodeless Gap from the Superfluid Density of Optimally Doped Pr i.855Ce0.i45CuO4.y Films // Phys. Rev. Lett. 2002. - Vol.88. - P. 207003-207007.

130. Kashiwaya S., Ito Т., and Oka K., Ueno S. Tunneling spectroscopy of superconducting Ndi,85Ce0.i5CuO4.s II Phys. Rev. B. 1998. - Vol. 57. - P. 8680-8686.

131. Alff L., Beck A., Gross R., Marx A., Kleefisch S., and Bauch Th., Sato H., and Naito M., Koren G. Observation of bound surface states in grain-boundary junctions of high-temperature superconductors // Phys. Rev. B. -1998. Vol. 58. - P. 11197-11200.

132. Stadlober B., Krug G., Nemetschek R., and Hackl R., Cobb J.L., and Markert J.T. Is Nd2.xCexCu04 a High-Temperature Superconductor? // Phys. Rev. Lett. 1995. - Vol. 74. - P. 4911-4914.

133. Kokales J. David, Fournier Patrick, Mercaldo Lucia V., Talanov Vladimir V., Greene Richard L., and Anlage Steven M. Microwave Electrodynamics of Electron-Doped Cuprate Superconductors // Phys. Rev. Lett. 2000. -Vol. 85. - P. 3696-3699.

134. Prozorov R. and Giannetta R.W. Fournier P. and Greene R.L. Evidence for Nodal Quasiparticles in Electron-Doped Cuprates from Penetration Depth Measurements // Phys. Rev. Lett. 2000. - Vol. 85. - P. 3700-3703.

135. Sato T., Kamiyama T., Takahashi T., Kurahashi K., and Yamada K. Observation of dx2 y2 -Like Superconducting Gap in an Electron-Doped

136. High-Temperature Superconductor // Science. 2001. - Vol. 291. - P. 15171519.

137. Tsuei C.C., and Kirtley J.R. Phase-Sensitive Evidence for d-Wave Pairing Symmetry in Electron-Doped Cuprate Superconductors // Phys. Rev. Lett. -2000.-Vol. 85.-P. 182-185.

138. Blumberg G., Koitzsch A., Gozar A., Dennis B.S., Kendziora C.A., Fournier P., and Greene R.L. Nonmonotonic dx2y2 Superconducting Order

139. Parameter in Nd2.xCexCu04 II Phys. Rev. Lett. 2002. - Vol. 88. - P. 107002-107006.

140. Cooper J.R. Power-law dependence of the ab-plane penetration depth in Nd0.85Ce0.i5CuO4.y II Phys. Rev. B 1996. - Vol. 54. - P. R3753- R3755.

141. Ino A., Mizokava T., Fujimori J., Tamasaku K., Eisaki H., Uchida S., Kimura T., Sasagawa T., and Kishio K. Chemical Potential Shift in Overdoped and Underdoped La2.xSrxCu04 II Phys. Rev. Lett. 1997. - Vol. 79.-P. 2101-2104.

142. Harima N., Matsuno J., Fujimori A., and Onose Y., Taguchi Y., and Tokura Y. Chemical potential shift in Nd2.xCexCu04: Contrasting behavior between the electron- and hole-doped cuprates // Phys. Rev. B. 2001. -Vol. 64. - P. 220507(R)-220531(R).

143. Anderson P.W. // Science. 1987. - Vol. 235. - P. 196 (1987); Зайцев P.O., Иванов В.А. О возможности парной конденсации в модели. Хаббарда. // ФТТ. - 1987. - Т. 29. - С. 2554- 2556.

144. Nucker N., Fink J., Fugle J.C., Durham P.J., and Temmerman W.M. Evidence for holes on oxygen sites in the high-Tc superconductors La2. xSrxCu04 and YBa2Cu307.y II Phys. Rev. В 1998. - Vol. 37. - P. 51585163.

145. Emery V.J. Theory of high-Tc superconductivity in oxides // Phys. Rev. Lett. 1987. - Vol. 58. - P. 2794-2797.

146. Varma C.M., Schmitt-Rink S., and Abrahams E. Charge transfer excitations and superconductivity in "ionic" metals // Sol. State Comm. 1987. - Vol. 62.-P. 681-685.

147. Gaididei Yu.B., Loktev V.M. On a Theory of the Electronic Spectrum and Magnetic Properties of High-Tc Superconductors // Phys. Stat. Sol. B -1988.-Vol. 147.-P. 307-319.

148. Zhang F.C., and Rice T.M. Effective Hamiltonian for the superconducting Cu oxides // Phys.Rev. B 1988. - Vol. 37. - P. 3757-3761.

149. Eskes H., and Jefferson J.H. Superexchange in the cuprates // Phys. Rev. B -1993. Vol. 48. - P. 9788-9798.

150. Eskes H., and Sawatzky G.A. Tendency towards Local Spin Compensation of Holes in the High-Tc Copper Compounds // Phys. Rev. Lett. 1988. -Vol. 61.-P. 1415-1418.

151. Stechel E.B., and Jennison D.R. Electronic structure of Cu02 sheets and spin-driven high-Tc superconductivity I I Phys. Rev. B. 1988. - Vol. 38. - P. 4632-4659.

152. Eskes H., Savatzky G.A., and Feiner L.F. Effective transfer for singlets formed by hole doping in the high-Tc superconductors // Physica C. 1989. -Vol. 160.-P. 424-430.

153. Jefferson J.H., Eskes H., and Feiner L.F. Derivation of a single-band model for Cu02 planes by a cell-perturbation method // Phys. Rev. B 1992. - Vol. 45.-P. 7959-7972.

154. Lovtsov V., and Yushankhai V.Yu. Effective singlet-triplet model for Cu02 plane in oxide superconductors: the change fluctuation regime // Physica C. -1991.-Vol. 179.-P. 159-166.

155. Schutler H.-B., and Fedro A.J. Copper-oxygen charge excitations and the effective-single-band theory of cuprate superconductors // Phys. Rev. B. -1992. Vol. 45. - P. 7588-7591.

156. Ovchinnikov S.G., and Sandalov I.S. The band structure of Strong-Correlated Electrons in La2-ySrxCu04 and Yba2Cu307.y. // Physica C. 1989. -Vol. 161.-P. 607-617.

157. Jefferson J.H. Derivation of the t-J model for high temperature superconductivity // Physica B: Condensed Matter. 1990. - Vol. 165-166. -P. 1013-1014.

158. Belinicher V.I., Chernyshev A.L., Shubin V.A. Generalized t-t'-J model: Parameters and single-particle spectrum for electrons and holes in copper oxides // Phys. Rev. B. 1996. - Vol. 53. - P. 335-342.

159. Nazarenko A.E.,Vos K.J., Haas S., Dagotto E., Gooding R.J. Photoemission spectra of Sr2Cu02Cl2: A theoretical analysis // Phys. Rev. B 1995. - Vol. 51.-P. 8676-8679.

160. Daffy D., Nazarenko A., Haas S., Dagotto E., Gooding R.J. Hole-doping evolution of the quasiparticle band in models of strongly correlated electrons for the high-Tc cuprates // Phys. Rev. B. 1997. - Vol. 56. - P. 5597-5609.

161. Wells B.O., Shen Z.-X., Matsuura A., King D.M. Kastner M.A., Greven M., Birgeneau R.J. E versus k Relations and Many Body Effects in the Model Insulating Copper Oxide Sr2Cu02Cl2 II Phys. Rev. Lett. 1995. -Vol. 74. - P. 964-967.

162. Romberg H., Nticker N., Alexander M., and Fink J., Hahn D., Zetterer T., Otto H.H., and Renk K.F. Density and symmetry of unoccupied electronic states of Tl2Ba2CaCu208 II Phys. Rev. В 1990. Vol. 41. - P. 2609-2611.

163. Feiner F., Jefferson J.H., and Raimondi R. Effective single-band models for the high -Tc cuprates. I. Coulomb interactions // Phys. Rev. B. 1996. - Vol. 53.-P. 8751-8773.

164. Raimondi R. and Jeferson J.H., Feiner L.F. Effective single-band models for the high-Tc cuprates. II. Role of apical oxygen // Phys. Rev. B. 1996. Vol. 53.-P. 8774-8788.

165. Ovchinnikov S.G. Density of hole states in strongly correlated eleectron system of copper oxides // Phys. Rev. B. 1994. - Vol. 49. - P. 9891-9897.

166. Овчинников С.Г. Влияние магнитного упорядочения на зонную структуру La2Cu04 IIЖЭТФ. 1995. - Vol. 107. - Р. 796-811.

167. Овчинников С.Г. Новый механизм образования примесных уровней в полупроводниках с сильными электронными корреляциями // ЖЭТФ. -1992.-Vol. 102.-Р. 534-540.

168. Овчинников С.Г. Спиновые экситоны новый механизм сверхпроводящего спаривания в оксидах меди // Письма в ЖЭТФ. -1996.-Т. 64.-С. 23-28.

169. Shastry S. t-J model and nuclear magnetic relaxation in high-7c materials // Phys. Rev. Lett. 1989. - Vol. 63. - P. 1288-1291.

170. Зайцев P.O. Обобщенная диаграммная техника и спиновые волны в анизотропном ферромагнетике // ЖЭТФ. 1975. - Т. 68. - С. 207-215.

171. Гавричков В.А., Ерухимов М.Ш., Овчинников С.Г., Эдельман И.С. Многоэлектронная энергетическая структура и физические свойства ферромагнитного полупроводника CdCr2Se4 II ЖЭТФ. 1986. - Т. 90. -С. 1275-1287.

172. Liu Z., and Manousakis Е. Dynamical properties of a hole in a Heisenberg antiferromagnet // Phys. Rev. B. 1992. - Vol. 45. - P. 2425-2437.

173. Wagner S., Gleskova H., Andersen O.K., Liechtenstein A.I., Jepsen O.,

174. Paulsen F. LDA energy bands, low-energy Hamiltonians, t", tL(kand

175. JL II Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1995. Vol. 56. - P. 15731591.

176. Tohyama Т., and Maekawa S. Angle-resolved photoemission in high Tc cuprates from theoretical viewpoints // Supercond. Sci. Technol. 2000. -Vol. 13. - P. R17-R32.

177. Гавричков В.А., Овчинников С.Г., Борисов А.А., Горячев Е.Г., Эволюция зонной структуры квазичастиц с допированием в оксидах меди в рамках обобщенного метода сильной связи // ЖЭТФ. 2000. -Vol. 118.-Р. 422-437.

178. Zangvill A. Physics at Surfaces. Campbridge University Press. -Cambrige. - England. - 1988. - P. 472.

179. Laughlin R.B., Evidence for Quasiparticle Decay in Photoemission from Underdoped Cuprates // Phys. Rev. Lett. 1997. - Vol. 79. - P. 1726-1729.

180. Tohyama Т., Shibata Y., Maekawa S., Shen Z-X., Nagaosa N., and Miller Z. Z. Spin Liquid State around a Doped Hole in Insulating Cuprates // J. Phys. Soc. Japan. 2000. - Vol. 69. - P. 9-12.

181. Grioni M., Berger H., Larosa S., Vobornik I., Zwick F., Margaritondo G., Kelley R., Ma J., Onellion M. Doping effects on the electronic structure of Cu02 planes // Physica. B. 1997. - Vol. 230-232. P. 825-827.

182. Haffner S., Brammeier D.M., Olson C.G., Miller L.L., and Lynch D.W., No Well-Defined Remnant Fermi Surface in Sr2Cu02Cl2 II Phys. Rev. B. -2001. Vol. 63. - P. 212501- 1212501.

183. Zaanen J., Sawatzky G.A., Allen J.W. Band gaps and electronic structure of transition-metal compounds // Phys. Rev. Lett. 1985. - Vol. 55. - P. 418421.

184. Kamimura H., Eto M. Alg to 3Blg Conversion at the Onset of

185. Superconductivity in L2.xSrxCu04 Due to the Apical Oxygen Effect // J. Phys. Soc. Jpn. 1990. - Vol. 59. - P. 3053-3056.

186. Eskes H., Tjeng L.H., Sawatzky G.A. Cluster-model calculation of the electronic structure of CuO: A model material for the high-Tc superconductors // Phys. Rev. B. 1990. - Vol. 41. - P. 288-299.

187. Gavrichkov V.A., Borisov A.A., Ovchinnikov S.G. Angle-resolved photoemission data and quasiparticle spectra in antiferromagnetic insulators Sr2Cu02Cl2 and Ca2Cu02Cl2 II Phys. Rev. B. 2001. - Vol. 64. - P. 235124235133.

188. Kamiyama T., Izumi F., Takahashi H., Jorgensen J.D., Dabrowski B. Hitterman R.L., Hinks D.G., Shaked H., Mason T.O., and Seabaugh M. Pressure-induced structural changes in Nd2-xCexCu04 (x = 0 and 0.165) // Physica. C. 1994. - Vol. 229. - P. 377-388.

189. Heribert W., Cros C., Reny E. Demazeau G. and Hanfland M. Influence of pressure on the crystal structure of Nd2Cu04 II J. Mater. Chem. 1998. -Vol. 8. - P. 2729-2732.

190. Andersen O.K., and Jepsen O., Explicit First-Principles Tight-Binding Theory //Phys. Rev. Lett. 1984. - Vol. 53. - P. 2571-2574.

191. Andersen O.K., Pawlowska Z., and Jepsen O. Illustration of the linear-muffin-tin-orbital tight-binding representation: Compact orbitals and charge density in Si // Phys. Rev. B. 1986. - Vol. 34. - P. 5253-5269.

192. Pavarini E., Dasgupta I., Saha-Dasgupta T., Jepsen O., and Andersen O. K. Band-Structure Trend in Hole-Doped Cuprates and Correlation with Tcmax II Phys. Rev. Lett. 2001. -Vol. 87. - P. 047003(1-4).

193. Gunnarsson O., Andersen O.K., Jepsen O., and Zaanen J. Density-functional calculation of the parameters in the Anderson model: Application to Mn in CdTe // Phys. Rev. B. 1989. - Vol. 39. - P. 1708-1722.

194. Anisimov V.l., and Gunnarsson О. Density-functional calculation of effective Coulomb interactions in metals // Phys. Rev. B. 1991. - Vol. 43. -P. 7570-7574.

195. Moskvin A.S. Ma'lek J., Knupfer M., Neudert R., Fink J., Hayn R., Drechsler S.-L., Motoyama N., Fisaki H., and Uchida S. Evidence for Two Types of Low-Energy Charge Transfer Excitations in Sr2Cu03 II Phys. Rev. Lett -2003. Vol. 91. - P. 037001(1-4).

196. Москвин A.C. Nonbonding oxygen holes and spinless scenario of magnetic response in doped cuprates // Письма в ЖЭТФ. 2004. - Т. 80. - С. 824 -830.

197. Гавричков В.А., Овчинников С.Г. Особенности примесного электросопротивления в ферромагнетиках с малой концентрацией носителей // ФТТ. 1999. - Т. 41. - С. 68-76.

198. Gavrichkov V.A., Borisov A.A., Ovchinnikov S.G. Angle-resolved photoemission data and quasiparticle spectra in antiferromagnetic insulators Sr2Cu02Cl2 and Ca2Cu02Cl2 I I Phys. Rev. B. 2001. - Vol. 64. - P. 235124235133.

199. Овчинников С.Г. Влияние антиферромагнитного упорядочения на зонную структуру La2Cu04 II ЖЭТФ. 1995. - Т. 107. - С. 796-812.

200. Martinez G., Horsch P. Spin polarons in the t-J model // Phys. Rev. B. -1991.- Vol. 44.-P. 317-331.

201. Daggotto E., Ortolani F., Scalapino D. Single-particle spectral weight of a two-dimensional Hubbard model // Phys. Rev. B. 1992. - Vol. 46. - P. 3183-3186.

202. Khaliullin G., Horsch P. Doping dependence of long-range magnetic order in the t-J model // Phys. Rev. B. 1993. - Vol. 47. - P. 463-469.

203. Халиуллин Г.Г. НОВОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ МОДЕЛИ ХАББАРДА // Письма в ЖЭТФ. 1990. - Т. 52. - С. 999-1002.

204. Richard J.L., Yushankhai V.Yu. Estimation of the doping dependence of the Neel temperature in high-Tc copper oxides // Phys. Rev. B. 1994. - Vol. 50.-P. 12927-12934.

205. Овчинников С.Г. Квазичастицы в сильно коррелированной электронной системе оксидов меди // УФН. 1997. - Т. 167. - С. 10431068.

206. Marshall D.S., Dessau D.S., Loeser A., Park C-H., Matsuura A.Y., Eckstein J.N., Bozovic I., Fournier P., Kapitulnik A., Spicer W.E., and Shen Z.-X. Unconventional Electronic Structure Evolution with Hole Doping inj