Electronic structure and magnetic properties of the materials with strong electron-electron correlation

Abstract

V disertační práci jsou shrnuty metody vhodné pro realistický popis elektronové struktury silně korelovaných systémů a následně jsou tyto metody použity k roz- boru chování vybraných materiálů. Diskutované metody spojují výpočty vycháze- jící z teorie funkcionálu hustoty s explicitně mnohočásticovými přístupy. V kon- krétních variantách této kombinace je přiblížení lokální hustoty doplněno o zesíle- nou elektrostatickou repulzi započtenou Hartreeho-Fockovou metodou, případně je tato repulze zahrnuta přesněji pomocí úplné diagonalizace Andersonova přímě- sového modelu. Jednou z aplikací je studium magnetických příměsí: atomu kobaltu substitučně umístěného v mědi a dále atomů samaria a neodymu adsorbovaných na grafénu. Pro tyto příměsi jsou vypočteny spektrální funkce a poté je analyzováno jejich magnetické chování. Další aplikací je rozbor vlastností tří sloučenin nep- tunia: NpPt2In7, Np2Ni17 a NpBC. Zde jsou vypočteny spinové a orbitální mag- netické momenty a hustoty stavů. V případě NpPt2In7 a NpBC je navíc určeno stabilní magnetické uspořádání.

In this thesis, we summarize the material-specific theories of strongly correlated systems and apply them to selected materials. We describe and apply the corre- lated band theory methods: the local density approximation plus Coulomb U, and the density functional theory plus exact diagonalization of single impurity An- derson model. First, we investigate the systems containing impurity atoms: cobalt impurity located in the bulk copper and samarium, and neodymium adatoms on the surface of graphene. We present the spectral densities and study the magnetism of those compounds. Afterwards, we analyze three Np-based compounds: NpPt2In7, Np2Ni17 and NpBC. For all three compounds we analyze the spin, orbital and to- tal magnetic moments and the total density of states, as well as its projections for selected orbitals and spins. Moreover, for NpPt2In7 and NpBC we perform the to- tal energy analysis between different magnetic moment arrangements on the Np atoms.