Oxide spielen in den modernen Anwendungen der Festkörperphysik eine zunehmende Rolle. So wird im Rahmen der Spintronik, im Gegensatz zur herkömmlichen Elektronik, die nur die Ladung der Ladungsträger verwendet, der Spin als zusätzlicher Freiheitsgrad für neue Funktionsprinzipien ausgenutzt. In diesen Oxiden treten starke Elektronenkorrelationen auf, die mit Standardmethoden der Elektronentheorie nicht zu behandeln sind. Ähnliche Effekte treten in Schweren Seltenen Erden auf. Auf der Basis einer ab initio Beschreibung der elektronischen Struktur von Festkörpern wird in der Arbeit eine neue Methode zur Beschreibung der starken Korrelationen entwickelt. Basis ist hierbei die Dichtefunktionaltheorie. Es wird eine Methode vorgestellt, die es ermöglicht, solche Korrelationen im Rahmen einer Vielfachstreumethode (Korringa Kohn Rostoker Methode (KKR)) durch Selbstwechselwirkungskorrekturen zur lokalen Spindichtenäherung (LSDA) zu behandeln. Als erstes Beispiel werden 3d-Übergangsmetallmonoxide diskutiert. Am Beispiel von NiO wird gezeigt, dass die neue Methode, im Gegensatz zu den Standardverfahren, den Grundzustand richtig beschreibt. Die Untersuchungen werden auf f-Elemente ausgedehnt. Detailliert wird der α-γ Übergang in Cer untersucht, der ein isostruktureller Lokalisierungs-Delokalisierungsübergang ist. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit ist die Beschreibung magnetischer Eigenschaften. Durch Kombination der Methode ungeordneter lokaler Momente mit dem neuen Verfahren zur Behandlung der Korrelationen lassen sich magnetische Strukturen stark korrelierter Systeme beschreiben. Dies wird an Schweren Seltenen Erden demonstriert. Basierend auf Rechnungen für Gadolinium wird ein für die Reihe der Schweren Seltenen Erden universelles magnetisches Phasendiagramm vorgestellt. Ebenso wird ein halbmetallischer Ferromagnet diskutiert, mit Mangan dotiertes Zirkondioxid, das eine Curie-Temperatur größer als Raumtemperatur erwarten lässt und somit für die Spinelelektronik interessant ist. Durch die Verwendung der Lloydschen Formel im Rahmen der KKR-Methode wird gezeigt, wie diese das Konvergenzverhalten deutlich verbessert.
|