Elektronische Anregungen & Spindynamik

Korrelation in elektronischen Bandstrukturen & Quasiteilchen-Dynamik

Photoemissionsspektroskopie und die daraus abgeleiteten Quasiteilchen-Bandstrukturen sind die wichtigste Informationsquelle für die elektronische Struktur von Festkörpern. Sie kennzeichnen Anregungen des Elektronensystems und sind oft stark von Korrelationseffekten beeinflusst. Im Gegensatz zur Dichtefunktionaltheorie erlaubt die Vielteilchen-Störungstheorie eine exakte Behandlung dieser Anregungszustände. Praktische Anwendungen dieser Methode basieren auf der GW-Näherung für die elektronische Selbstenergie, die Bandstrukturen ebenso wie die Dynamik von Quasiteilchen-Anregungen, einschließlich ihrer endlichen Lebensdauer, in guter Übereinstimmung mit Experimenten liefert.
Eine praktische Implementierung der GW-Näherung wurde im Programm SPEX realisiert. In der hierbei verwendeten FLAPW-Methode zur Beschreibung der Einelektronenzustände werden Valenz- und Rumpfelektronen ohne Rückgriff auf Pseudopotentiale explizit behandelt, was die Untersuchung einer großen Bandbreite von Materialien und physikalischen Effekten erlaubt.

(C. Friedrich, A. Gierlich)

Spinwellen

Schnelle magnetische Schalter sind Schlüsselelemente für zahlreiche moderne Technologien, zum Beispiel Computer-Festplatten mit beschleunigten Schreib- und Lesezyklen. Diese Magnetisierungsprozesse werden durch Spinwellen vermittelt, die auf einer Zeitskala von Pikosekunden auftreten. Um die materialspezifischen Spinwellenspektren und ihre Dynamik zu untersuchen, verwenden wir fortgeschrittene Vielteilchenmethoden im Zusammenhang mit der Bethe-Salpeter-Gleichung. Mit Hilfe von Parametern, welche aus diesen elementaren Prozessen abgeleitet werden, ist es anschließend möglich, die Magnetisierung größerer Domänen in technologisch wichtigen Bauteilen zu beschreiben.

(E. Sasioglu, C. Friedrich, A. Schindlmayr)