@phdthesis{Bercx2014,
  author    = {Bercx, Martin Helmut},
  title     = {Numerical studies of heavy-fermion systems and correlated topological insulators},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-116138},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {In this thesis, we investigate aspects of the physics of heavy-fermion systems and correlated topological insulators. We numerically solve the interacting Hamiltonians that model the physical systems using quantum Monte Carlo algorithms to access both ground-state and finite-temperature observables. Initially, we focus on the metamagnetic transition in the Kondo lattice model for heavy fermions. On the basis of the dynamical mean-field theory and the dynamical cluster approximation, our calculations point towards a continuous transition, where the signatures of metamagnetism are linked to a Lifshitz transition of heavy-fermion bands. In the second part of the thesis, we study various aspects of magnetic pi fluxes in the Kane-Mele-Hubbard model of a correlated topological insulator. We describe a numerical measurement of the topological index, based on the localized mid-gap states that are provided by pi flux insertions. Furthermore, we take advantage of the intrinsic spin degree of freedom of a pi flux to devise instances of interacting quantum spin systems. In the third part of the thesis, we introduce and characterize the Kane-Mele-Hubbard model on the pi flux honeycomb lattice. We place particular emphasis on the correlations effects along the one-dimensional boundary of the lattice and compare results from a bosonization study with finite-size quantum Monte Carlo simulations.},
  subject      = {Schwere-Fermionen-System},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Martin2010,
  author    = {Martin, Lee C.},
  title     = {The Kondo Lattice Model: a Dynamical Cluster Approximation Approach},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-49446},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {We apply an antiferromagnetic symmetry breaking implementation of the dynamical cluster approximation (DCA) to investigate the two-dimensional hole-doped Kondo lattice model (KLM) with hopping \$t\$ and coupling \$J\$. The DCA is an approximation at the level of the self-energy. Short range correlations on a small cluster, which is self-consistently embedded in the remaining bath electrons of the system, are handled exactly whereas longer ranged spacial correlations are incorporated on a mean-field level. The dynamics of the system, however, are retained in full. The strong temporal nature of correlations in the KLM make the model particularly suitable to investigation with the DCA. Our precise DCA calculations of single particle spectral functions compare well with exact lattice QMC results at the particle-hole symmetric point. However, our DCA version, combined with a QMC cluster solver, also allows simulations away from particle-hole symmetry and has enabled us to map out the magnetic phase diagram of the model as a function of doping and coupling \$J/t\$. At half-filling, our results show that the linear behaviour of the quasi-particle gap at small values of \$J/t\$ is a direct consequence of particle-hole symmetry, which leads to nesting of the Fermi surface. Breaking the symmetry, by inclusion of a diagonal hopping term, results in a greatly reduced gap which appears to follow a Kondo scale. Upon doping, the magnetic phase observed at half-filling survives and ultimately gives way to a paramagnetic phase. Across this magnetic order-disorder transition, we track the topology of the Fermi surface. The phase diagram is composed of three distinct regions: Paramagnetic with {\it large} Fermi surface, in which the magnetic moments are included in the Luttinger sum rule, lightly antiferromagnetic with large Fermi surface topology, and strongly antiferromagnetic with {\it small} Fermi surface, where the magnetic moments drop out of the Luttinger volume. We draw on a mean-field Hamiltonian with order parameters for both magnetisation and Kondo screening as a tool for interpretation of our DCA results. Initial results for fixed coupling and doping but varying temperature are also presented, where the aim is look for signals of the energy scales in the system: the Kondo temperature \$T_{K}\$ for initial Kondo screening of the magnetic moments, the Neel temperature \$T_{N}\$ for antiferromagnetic ordering, a possible \$T^{*}\$ at which a reordering of the Fermi surface is observed, and finally, the formation of the coherent heavy fermion state at \$T_{coh}\$.},
  subject      = {Gittermodell},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Klein2009,
  author    = {Klein, Markus},
  title     = {Starke Korrelationen in Festk{\"o}rpern : von lokalisierten zu itineranten Elektronen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36459},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {In dieser Arbeit wurden mittels winkelaufgel{\"o}ster Photoemission verschiedene Verbindungen mit stark korrelierten Elektronen untersucht. Es wurde gezeigt, dass diese Technik einen direkten Zugang zu den niederenergetischen Wechselwirkungen bietet und dadurch wichtige Informationen {\"u}ber die Vielteilchenphysik dieser Systeme liefert. Die direkte Beobachtung der scharfen Quasiteilchenstrukturen in der N{\"a}he der Fermikante erm{\"o}glichte insbesondere die genaue Betrachtung der folgenden Punkte: 1. Quantenphasen{\"u}bergang: analog zu [27] wurde gezeigt, dass die hochaufgel{\"o}ste PES Zugriff auf die lokale Energieskala TK bietet. Außerdem konnte im Rahmen eines st{\"o}rungstheoretischen Modells allgemein gezeigt werden, wie sich kleine RKKY-St{\"o}rungen auf TK auswirken. Aus der experimentellen Entwicklung von TK(x) in CeCu6-xAux lassen sich mit Hilfe dieses Modells R{\"u}ckschl{\"u}sse auf den Quantenphasen{\"u}bergang bei T = 0 ziehen. 2. Kondogitter: mit Hilfe einer geordneten CePt5/Pt(111)-Oberfl{\"a}chenlegierung wurde demonstriert, dass mit ARPES Kondogittereffekte beobachtet werden k{\"o}nnen. Dazu z{\"a}hlen die Beobachtung von Hybridisierungsbandl{\"u}cken und der starken Renormierung der Bandmassen in der N{\"a}he von EF. Diese Effekte lassen sich, mit Hilfe unterschiedlicher Anregungsenergien und Messungen an einer isostrukturellen LaPt5-Schicht, eindeutig dem Resultat einer d f -Mischung der elektronischen Zust{\"a}nde zuweisen. Anhand von temperaturabh{\"a}ngigenMessungen konnte erstmals der {\"U}bergang von lokalisierten zu koh{\"a}renten Quasiteilchen in einem Kondosystem mittels ARPES beobachtet werden. 3. Phasen{\"u}berg{\"a}nge: bei FeSi und URu2Si2 wurde jeweils gezeigt, dass die ARPES sensitiv f{\"u}r kleinste {\"A}nderungen der elektronischen Struktur in unmittelbarer Umgebung der Fermienergie ist. Es konnten charakteristische Energien und Temperaturen, sowie am Phasen{\"u}bergang beteiligte B{\"a}nder und deren effektive Massen m* quantifiziert werden. Insbesondere wurde gezeigt, dass Heavy-Fermion-B{\"a}nder mit m* = 40 me eine wichtige Rolle beim Hidden-order-Phasen{\"u}bergang in URu2Si2 spielen. 4. Oberfl{\"a}cheneffekte: f{\"u}r alle Proben, außer CeCu6-xAux, musste festgestellt werden, dass Oberfl{\"a}chenzust{\"a}nde betr{\"a}chtliche Anteile am Spektrum besitzen k{\"o}nnen. Daher ist bei jedem Material gr{\"o}ßte Vorsicht bei der Pr{\"a}paration der Oberfl{\"a}che und der Interpretation der Spektren angebracht. Als eine geeignete Methode um Oberfl{\"a}chen und Volumenanteile auseinander zu halten, stellten sich anregungsenergieabh{\"a}ngige Messungen heraus. 5. theoretische Modelle: trotz der Bezeichnung "stark korrelierte Systeme", unterscheiden sich die untersuchten Verbindungen bez{\"u}glich ihrer theoretischen Beschreibung: die Physik der Cersysteme (CeCu6, CePt5/Pt(111)) ist bei T > TK durch lokale St{\"o}rstellen bestimmt und lassen sich somit im Rahmen des SIAM beschreiben. Bei tieferen Temperaturen T < TK treten jedoch Anzeichen von beginnender Koh{\"a}renz auf und geben somit den {\"U}bergang zum PAM wieder. Schwere, dispergierenden B{\"a}nder in URu2Si2 und FeSi zeigen, dass beide Systeme nur mit Hilfe eines geordneten Gitters beschreibbar sind. Insbesondere stellt sich f{\"u}r FeSi heraus, dass eine Erkl{\"a}rung im Kondoisolator-Bild falsch ist und ein Hubbard-Modell-Ansatz angebrachter scheint.},
  subject      = {Kondo-Effekt},
  language  = {de}
}