Name: Bernhard Wallner
Gebiet: Theoretische Festkörperphysik
Thema: Strukturelle und dynamische Eigenschaften
von Tl2Ba2CuO6 und Tl2Ba2CaCu2O8
Stichtag: 30.07.96

Abstract:
Mit Hilfe des Dichtefunktional-Formalismus (DFT) wird im Rahmen der local density approximation (LDA) und der Born-Oppenheimer Näherung unter Verwendung eines mixed basis-Ansatzes (lokalisierte Funktionen und ebene Wellen als Basisansatz) und der Pseudopotentialmethode (Bachelet-Hamann-Schlüter und Troullier-Martins) die totale Energie von Hochtemperatursupraleitern bestimmt.
In einem selbstkonsistenten Kohn-Sham-Zyklus werden Gesamtenergien und deren Gradienten (Kräfte) berechnet, um - in einem ersten Schritt - den kräftefreien und damit energetisch günstigsten Kristallzustand zu ermitteln. Dieser relaxierte Grundzustand gibt die theoretischen Strukturdaten wieder und dient als Ausgangspunkt für die Berechnung der elektronischen Bandstruktur und Ladungen.
Phononen werden durch die frozen phonon-Methode generiert. Aufgrund der aufwendigen Numerik sind die meisten Rechnungen auf die z-polarisierten Infrarot- und Raman-aktiven Phononen beschränkt.
Der ermittelte elektronische Grundzustand stimmt sehr gut mit anderen theoretischen Ergebnissen überein. Die strukturellen Größen wie Gitterkonstanten und innere Parameter weichen nur innerhalb weniger Prozent von den experimentellen Daten ab. Die experimentellen Werte für die optisch-aktiven Phononen zeigen selbst eine gewisse Varianz; die theoretisch ermittelten Werte befinden sich deutlich innerhalb dieser Datenbereiche.
Die verwendete ab initio-Methode hat sich als sehr leistungsfähig erwiesen und ist in der Lage sowohl strukturelle als auch dynamische Eigenschaften - selbst bei einem komplexen Kristallsystem wie den Thalliumkupraten - nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ sehr gut wiederzugeben.