Universität zu Köln

Dynamical Mean Field Theory of inhomogeneous correlated systems

Helmes, Rolf (2008) Dynamical Mean Field Theory of inhomogeneous correlated systems. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    In the last one and a half decade, the Dynamical Mean Field Theory (DMFT) allowed to get insight into the Mott metal-insulator transition (MMIT) and many long-standing questions about the nature of the transition could be answered, at least in the limit of infinite dimensions. In this thesis, the adaption of the DMFT to inhomogeneous systems is studied, opening the possibility to study a rich variety of systems and challenging physical questions. Firstly, the basic problem is studied, how a metal penetrates into a Mott insulator, where analytically found power-laws at the critical point can be confirmed with numerics. Secondly, the phase separation between metal and insulator is investigated, which can occur since the MMIT is a first order transition. The spontaneous build up of domains is observed in numerical simulations and the domain walls are examined. Finally, the MMIT of fermionic atoms in an optical lattice is studied.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    Die Dynamical Mean Field Theory (DMFT) hat in den letzten 15 Jahren einen Einblick in den Mott-Metal-Isolator Übergang (MMIT) ermöglicht, und viele lang ausstehende Fragen über die Art des Übergangs konnten beantwortet werden, zumindest im Limes von unendlich vielen Dimensionen. In dieser Arbeit wird die Adaption der DMFT auf inhomogene Systeme untersucht. Dies eröffnet die Möglichkeit, eine Reihe an interessanten physikalischen Fragestellungen zu bearbeiten. Zunächst wird das grundlegende Problem untersucht, wie ein Metall in einen Mott-Isolator eindringt, wobei analytisch gefundene Potenzgesetze am kritischen Punkt numerisch bestätigt werden können. Anschließend wird die Phasenseparierung zwischen Metall und Isolator studiert, die aufgrund der Natur des MMIT als Übergang erster Ordnung auftreten können. Die spontane Ausbildung von Domänen wird in numerischen Simulationen beobachtet und die Domänenwände werden analysiert. Schließlich wird der MMIT von fermionischen Atomen in einem optischen Gitter untersucht.German
    Creators:
    CreatorsEmail
    Helmes, Rolfrwh@thp.uni-koeln.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-22609
    Subjects: Physics
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Institut für Theoretische Physik
    Language: English
    Date: 2008
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 13 January 2008
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 14 Mar 2008 10:21:19
    Referee
    NameAcademic Title
    Rosch, AchimProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/2260

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