FWF - konk Phasen i Hochtemp - Konkurrierende Phasen in Hochtemperatursupraleitern

Hochtemperatur-supraleitende Materialien (HTSC) sind durch starke Korrelationen zwischen den Elektronen charakterisiert, die für eine Vielzahl faszinierender anomaler Phasen verantwortlich sind. In abhängigkeit von der Temperatur und der Dotierung zeigen diese Materialien sowohl unterschiedliche, langreichweitig geordnete Phasen als auch Bereiche starker, aber kurzreichweitiger Fluktuationen. Zentrales Ziel dieses theoretischen Projektes ist es, ein deutlich verbessertes mikroskopisches Verständnis der HTSC und vor allem der Dotierungsabhängigkeit ihres Phasendiagrammes zu erlangen, mit Schwerpunkt auf der Frage, "was allgemein relevant ist" und "was eher materialspezifisch ist". In diesem Projekt ist es geplant, zwei Cluster-Methoden einzusetzen und weiterzuentwickeln, um thermodynamische Eigenschaften, Phasengrenzen und Anregungsspektren gängiger Modellsysteme für die HTSC (Ein-Band- und Drei-Band-Hubbard-Modell) zu berechnen. Dieses Projekt soll an die neu errichtete (DFG) Forschergruppe "Dotierungsabhängigkeit von Phasenübergängen und Ordnungsphänomenen in Kupratsupraleitern" verknüpft werden, und die im Projekt gewonnene Resultate direkt mit den experimentellen Ergebnissen der anderer Arbeitsgruppen (inelastische Neutronenstreuung, winkelaufgelöste Photoemissions-, Tunnel-, und Raman-Spektroskopie) verglichen werden. Aus der Fülle offener physikalischer Fragen sollen einige in diesem Projekt behandelt werden: (i) Die Konkurrenz zwischen langreichweitig geordneten Phasen sowie die Effekte kurzreichweitiger Fluktuationen, (ii) die Natur des sogenannten Pseudogaps: ist es in elektrondotierten HTSC anders? (iii) das Phasendiagramm und die Symmetrie des supraleitenden Ordnungsparameters in elektrondotierten HTSC, (iv) die Rolle der Phononen in den HTSC (v) das anomale Verhalten der optischen Leitfähigkeit. Vor allem durch die koordinierte Zusammenarbeit mit den experimentellen Gruppen erwarten wir, das globale Phasendiagramm der HTSC im loch- sowie im elektrondotierten Bereich aus einem einheitlichen Bild eines dotierten Mott-Isolators heraus verstehen zu können.