Multi-Orbital Physics in Materials with Strong Electronic Correlations : Hund's Coupling and Inter-Shell Interactions - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2019

Multi-Orbital Physics in Materials with Strong Electronic Correlations : Hund's Coupling and Inter-Shell Interactions

Physique multi-orbitalaire dans les matériaux corrélés : Couplage de Hund et interactions inter-couches

Résumé

The physics of correlated materials offers a wealth of new phenomena, many of which are not yet - or only partially - understood. In this thesis, we focus on multi-orbital models, which we study using various methods, including dynamical mean-field theory. We show that in the multi-orbital Hubbard model close to the Mott transition, Hund's coupling gives rise to a bad metal regime the properties of which we analyze. Furthermore, we consider a more general class of models that include oxygen ligands. More specifically, we study the effect of inter-shell interactions between correlated metal- and ligand p-orbitals. In this context, we develop and test a new slave-rotor approach to treat such interactions in an effective manner. The final chapter constitutes an excursion to the field of molecular spintronics, where we study the physics of the hybridization-induced spin-state switching in organometallic nickel porphyrin molecules.
Les matériaux corrélés offrent une richesse de nouveaux phénomènes, dont beaucoup ne sont pas encore - ou seulement partiellement - compris. Au centre de cette thèse sont des modèles multi-orbitalaires que j'etudie à travers une palette de méthodes, dont la théorie du champ moyen dynamique. Dans le modèle de Hubbard multi-orbitalaire proche de la transition de Mott, je mets en évidence un régime de mauvais métal induit par le couplage de Hund. Les propriétés de la transition de Mott dans ce système sont analysées. Dans un deuxèime temps, je traite un modèle élargi pour inclure des degrés de liberté des ligands dans les oxydes. Plus spécifiquement, cette thèse étudie les effets des interactions inter-couches entre orbitales corrélés d'un atome de métal de transition et les orbitales p des ligands. Une partie du travail est dédiée au développement de nouvelles méthodes dont une approche de rotateurs esclaves à ce problème. Le dernier chapitre concerne le domaine de la spintronique moléculaire, où j'étudie la physique du "spin-state switching" en fonction de l'hybridation d'un ion de métal de transition avec ses ligands dans les molecules organométalliques du type porphyrine de nickel.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-02435008 , version 1 (10-01-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02435008 , version 1

Citer

Jakob Steinbauer. Multi-Orbital Physics in Materials with Strong Electronic Correlations : Hund's Coupling and Inter-Shell Interactions. Strongly Correlated Electrons [cond-mat.str-el]. Université Paris Saclay (COmUE), 2019. English. ⟨NNT : 2019SACLX068⟩. ⟨tel-02435008⟩
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