Multiband-Gutzwiller-Methode für Nickeloxid

Abstract

Im Rahmen dieser Dissertation wurde die Multiband-Gutzwiller-Methode von monoatomaren metallischen ferromagnetischen Systemen auf mehratomige antiferromagnetische Isolatoren erweitert. Dies wurde exemplarisch am Beispiel des Mott-Hubbard-Isolators Nickeloxid durchgeführt. Um diese Erweiterung durchführen zu können, mußte Ladungsfluß zwischen den Nickel- und Sauerstoff-Atomen im Gitter ermöglicht werden. Hierzu wurden zwei Vorgehensweisen vorgeschlagen und miteinander verglichen, die "chemical potential method" und die "charge flow method". Letztere wurde auch zur Untersuchung der Anregungslücke verwendet. Hierbei zeigte sich eine hohe Übereinstimmung mit experimentellen Werten. Gleichzeitig konnte das magnetische spin-only Moment von etwa dem 1,65-fachen Bohr'schen Magneton erzielt werden. Im Rahmen der Minimierung ergab sich außerdem eine starke Anisotropie der Austauschaufspaltungen für die d(e_{g})- und d(t_{2g})-Zustände. Dies steht im Widerspruch zu Dichtefunktionalberechnungen und sollte in experimentellen Untersuchungen verifizierbar sein. Desweiteren werden Quasiteilchen-Bandstruktur-Berechnungen vorgestellt und die dominanten Multiplettzustände identifiziert. Ein weiterer Aspekt im Rahmen der Arbeit stellte die Abschätzung der Kopplungskonstanten für ein Heisenbergmodell dar. Auch hier wurden gute Übereinstimmungen mit Daten aus Neutronenstreuexperimenten erzielt. Aus numerischer Sicht wurde ein erster Ansatz vorgeschlagen, um die sogenannte äußere Minimierung automatisiert durchzuführen. Damit kann das Programm die notwendigen Minimierungsschritte eigenständig durchführen, ohne die für den Benutzer sehr zeitaufwendige Anpassung der äußeren Variationsparameter per Hand.