Coherence and localization in strongly correlated electronic systems

Coherence et localisation dans les systemes d'electrons fortement correles

Serge Florens (1)

1 LPTENS - Laboratoire de Physique Théorique de l'ENS [École Normale Supérieure]

Various topics were considered here: correlated fermions systems, mesoscopic devices and quantum magnetism. The global framework of the dynamical mean-field theory (DMFT) was followed throughout, leading first to various predictions that we confirmed against recent experimental work: charge transport in kappa-BEDT and photoemission in TaSe2. In order to simplify the standard theoretical approaches, we have developed a slave rotor technique, which was successfully applied to many aspects of the Mott transition (orbital effects, magnetic fluctuations, screening), as well as to the study of nanostructures, allowing a unified description of Coulomb blockade phenomena and coherent transport due to the Kondo effect. Finally, we extend the DMFT approach to the problem of the quantum critical point in heavy fermion materials, and to the question of spin liquid behavior on the Kagomé lattice.

Les sujets abordés ici sont relativement variés: systèmes de fermions corrélés, structures mésoscopiques et magnétisme quantique. Un cadre global d'étude est cependant fournit par la théorie de champ moyen dynamique (DMFT), dont nous avons tout d'abord vérifié les prédictions en relation avec des expériences récentes: transport de charge dans kappa-BEDT et photoémission sur TaSe2. Pour pallier à la grande complexité des approches théoriques usuelles, nous avons développé une technique de rotateur esclave qui a été appliquée avec succés à diverses questions liées à la transition de Mott (effets orbitaux, fluctuations magnétiques, écrantage), ainsi qu'à l'étude de nanostructures, permettant d'unifier les phénomènes antagonistes de blocage de Coulomb et de transport cohérent dû à l'effet Kondo. Finalement, on propose une extension de l'approche DMFT au problème du point critique quantique dans les fermions lourds et à la question du comportement liquide de spin sur le réseau Kagomé.

Keywords: Mott transition; Condensed matter theory

Keywords: transition de Mott; Theorie de la matiere condensee

Domains: Condensed Matter [cond-mat]; Mathematical Physics [math-ph]

Serge Florens. Coherence et localisation dans les systemes d'electrons fortement correles. Matière Condensée [cond-mat]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00005825⟩