Elektron- Elektron Interactions in Solids – DFG - IRTG
Keywords in Hungarian
Elektron-elektron kölcsönhatás szilárdtestekben
Keywords in English
Electron-electron Interaction in Solids
Discipline
Physics (Council of Physical Sciences)
100 %
Panel
Natural Sciences large proposals
Department or equivalent
Department of Physics (Budapest University of Technology and Economics)
Participants
Nagy, Kálmán Rapp, Ákos Romhányi, Judit
Starting date
2007-01-01
Closing date
2009-12-31
Funding (in million HUF)
15.000
FTE (full time equivalent)
3.39
state
closed project
Summary in Hungarian
Az ''Elektron-elektron kölcsönhatás szilárdtestekben'' című Nemzetközi PhD Iskola (Budapest-Marburg) az első ilyen jellegű együttműködés Németország és Magyarország között. A két ország közösen finanszírozza a DFG és az OTKA segítségével.
A résztvevő intézmények: a marburgi Philipps Egyetem Fizika Tanszéke és Anyagtudományi Központja, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Fizikai Intézete, az MTA Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézete.
Az elektronok kölcsönhatása szilárdtestekben a modern fizika olyan területe, melynek kutatása világszerte intenzíven folyik. Az elektronkölcsönhatás átfogó megértése szükséges olyan nemrégiben felfedezett jelenségek megmagyarázásához, mint a tört kvantum Hall effektus, magashőmérsékletű szupravezetés, vagy az óriás mágneses ellenállás. Az elektronok kölcsönhatása a szilárdtestek igen sok fizikai tulajdonságában nyilvánul meg, például a mágnességben, a fém-szigetelő átmenetben és az alacsony dimenziós rendszerek transzportjában.
Summary
The International Research Training Group 790 Electron-Electron Interactions in Solids (Marburg--Budapest) is the first of its kind between Germany and Hungary. It is jointly funded by Germany through the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) and by Hungary through the Országos Tudományos Kutatási Alapprogramok (OTKA).
Participating institutes: Department of Physics and Material Sciences Center, Philipps-Universität Marburg, Institute of Physics, Budapest University of Technology and Economics, Budapest, Research Institute for Solid-State Physics and Optics, Hungarian Academy of Sciences, Budapest.
Electronic many-particle interactions in solids constitute a field of modern physics in which there is intense ongoing research activity worldwide. The explanation of recently discovered phenomena such as the fractional quantum Hall effect, high-temperature superconductivity, or giant magneto-resistance requires a thorough understanding of the electron-electron interaction in solids. In fact, electron-electron interactions manifest themselves in many physical properties of solids: magnetism, metal-to-insulator transitions, and transport in low dimensions, for example.
Final report
Results in Hungarian
A kutatási támogatást a Budapest-Marburg nemzetközi doktori iskola két magyar PhD hallgatójának ösztöndíjára fordítottuk. A hallgatók személye a futamidő alatt tanévenként változott, így a beszámolásköteles tevékenység a doktori iskola több témáját is érinti. A ''Nemkonvencionális sűrűséghullámok'' című kutatási irány keretén belül elméleti eredményeinket kísérletekkel összevetve meggyőzően demonstráltuk számos anyag (pl. egyes magashőmérsékletű szupravezetők) esetében, hogy anomális viselkedésük (pszeudogap, termomágneses transzport) hátterében a fázisdiagrammjuk egyes tartományaiban megjelenő nemkonvencionális kondenzátum áll. A "Kvantum fázisátalakulások erősen korrelált rendszerekben" című kutatási program keretében kidolgoztuk a trion-szuperfolyadék fázisátmenet elméletét, mely a csapdázott alkáli atomok mellett releváns lehet a hadron-színszupravezető átmenet értelmezése során is. Az ''Elektron spin rezonancia szilárdtestekben'' című témakörben megállapítottuk egy erősen aluldópolt magashőmérsékletű szupravezető ötvözetről, hogy antiferromágneses fázisában a lyuk koncentráció térben inhomogén, és a polarizáció négyforgású szimmetriával rendelkezik. Végezetül a "Mágneses momentumok frusztrált rácsokon" című témakörben megvizsgáltuk egy kooperatív paramágnes alacsony energiás modelljét, és meghatároztuk a rendszer fázisdiagrammját, mely rendezett és rendezetlen tartományokkal is rendelkezik.
Results in English
The grant support was used to finance the fellowships of two hungarian PhD students of the Budapest-Marburg international graduate school. During the grant period the persons supported by the fellowships changed from schoolyear to schoolyear, therefore the present report touches upon several projects of the graduate school. While working on the project ''Unconventional density waves'', we compared our theoretical results with experiments, and convincingly demonstrated that a number of materials (e.g. certain high temperature superconductors) owe their anomalous behavior (pseudogap, thermomagnetic transport) to unconventional condensates in regions of their phase diagrams. Work on the project "Quantum phase transitions in strongly correlated systems" led to the theory of the trion-superfluid phase transition, which is relevant not only to the understanding of trapped alkali atoms, but to the hadron-colorsuperconductor transition as well. Within the framework of the project ''Electron spin resonance in solids'' we have investigated a strongly underdoped high temperature superconductor compound, and determined that in its antiferromagnetic phase the hole concentration is inhomogeneous, and that the polarization has fourfold symmetry. Finally, in the project "Magnetic moments on frustrated lattices" we investigated the low energy model of a cooperative paramagnet, and determined the phase diagram of the system, containing both ordered and disordered regions.
A. Ványolos, B. Dóra and A. Virosztek: Unconventional charge density wave arising from electron-phonon interaction, J. Supercond. Nov. Magn. 20, 643-645, 2007
Á. Rapp: Quantum phase transitions in correlated systems, PhD dolgozat, BME Elméleti Fizika Tanszék, 2008
B. Dóra, K. Maki, A. Virosztek and A. Ványolos: Effect of doping on the pseudogap enhancement due to magnetic impurities in d-density waves, Phys. Stat. Sol. (b) 244, 2338-2342, 2007
K. Maki, B. Dóra, A. Ványolos and A. Virosztek: d-wave density wavesin high Tc cuprates and CeCoIn5, Physica C 460-462, 226-229, 2007
A. Ványolos and G. Varga: Interacting particles in two dimensions: numerical solution of the four-dimensional Schrödinger equation in a hypercube, J. Comp. Phys. benyújtva (arXiv: 0808.3976 [quant-ph]), 2008
A. Ványolos: Unconventional condensates in solid state physics, PhD dolgozat, BME Fizika Tanszék (VDM Verlag, Saarbrücken, 2008), 2007
Á. Rapp, G. Zaránd, C. Honerkamp and W. Hofstetter: Color superfluidity and "baryon" formation in ultracold fermions, Phys. Rev. Lett. 98, 160405, 2007
A. Ványolos, B. Dóra, K. Maki and A. Virosztek: Impurity scattering in unconventional density waves: non-crossing approximation for arbitrary scattering rate, New J. Phys. 9, 216-16, 2007
A. Jánossy, K. L. Nagy, T. Fehér, L. Mihály and A. Erb: Search for stripes in antiferromagnetic lightly hole-doped YBa2Cu3O6: An electron spin resonance and infrared transmission study, Phys. Rev. B 75, 024501, 2007
A. Ványolos, B. Dóra and A. Virosztek: Local density of states and Friedel oscillations around a nonmagnetic impurity in unconventional density waves, Phys. Rev. B 75, 193101-4, 2007
B. Dóra, K. Maki, A. Virosztek and A. Ványolos: Pseudogap enhancement due to magnetic impurities in d-density waves, Phys. Rev. B 75, 132504-4, 2007
Á. Rapp, W. Hofstetter and G. Zaránd: Trionic phase of ultracold fermions in an optical lattice: a variational study, Phys. Rev. B 77, 144520, 2008
Á. Rapp and G. Zaránd: Universal diffusive decay of correlations in gapped one-dimensional systems, Eur. Phys. J. B 67, 7-13, 2009
