Forschungsschwerpunkt ist die Theorie der kondensierten Materie bei tiefen Temperaturen. Das Ziel ist, mikroskopische Eigenschaften auf der Basis der atomistischen und elektronischen Struktur grundlegend zu verstehen und diese mit beobachtbaren Größen zu verknüpfen. Untersucht werden quantenmechanische Vielteilcheneffekte, die in makroskopischen Systemen zu neuartigen (Grund-) Zuständen mit ungewöhnlichen und oft auch anomal erscheinenden physikalischen Eigenschaften führen können. Als wichtige Beispiele betrachten wir Metalle mit stark korrelierten Elektronen. Ein weiteres wichtiges Thema ist die Theorie der Supraleitung und der supraleitenden Materialien.
Die enge Zusammenarbeit mit experimentellen Gruppen erfordert auf Seiten der Theorie eine möglichst realistische, materialspezifische Behandlung der untersuchten Phänomene. Neben detaillierten Berechnungen meßbarer Eigenschaften sind daher auch die Entwicklung neuer Konzepte zur Beschreibung elektronischer Korrelationen sowie die Entwicklung effektiver numerischer Verfahren von zentraler Bedeutung. Das Vorhaben beinhaltet daher phänomen-, material- und methodenorientierte Grundlagenforschung.
Themenschwerpunkte und konkrete Fragestellungen sind:
Phänomenorientierte Forschung
Neue und ungewöhnliche Grundzustände im Systemen mit stark korrelierten Elektronen: Charakterisierung und modellmäßige Erklärung allgemeiner Szenarien Niederfrequente Dynamik und Transporteigenschaften in Metallen mit korrelierten Elektronen Nicht-Fermi-Flüssigkeits-Effekte
Kooperative Phänomene und konkurrierende Ordnungszustände: Wechselspiel von Supraleitung und (Quanten-)Magnetismus
Korrelierte Elektronen in dimensionsreduzierten Systemen
Materialorientierte Forschung
Kohärenzphänomene in Systemen mit stark korrelierten Elektronen
Realistische, materialspezifische Berechnung elektronischer Eigenschaften von Systemen mit korrelierten Elektronen mit Hilfe geeigneter quantenmechanischer Ab-initio-Verfahren
Bandstrukturrechnungen auf der Basis der Local Density Approximation (LDA) für ausgedehnte Systeme
Methodenorientierte Forschung
Entwicklung geeigneter Modelle und numerischer Verfahren zur Beschreibung komplexer Vielteilchensysteme
Kombination von lösbaren mikroskopischen Modellen zur theoretischen Beschreibung starker lokaler Korrelationen mit Ab-initio-Bandstrukturrechnungen
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