Magnetism in Hund metals

Magnétisme dans les métaux de Hund Nous étudions théoriquement la phase antiferromagnétique du modéle de Hubbard multi-orbitales et analysons son impact sur la physique à basse énergie des supraconducteurs à base de fer, dans le cadre de la méthode du spin esclave.Par une approche variationnelle, nous généralisons le formalisme du champ moyen des spins-esclaves et nous dérivons le champ auto-cohérent capable de stabiliser les phases de à symétrie brisée. Avec cette correction, nous prouvons que toutes les différentes versions de spins -esclaves sont en fait la même méthode et qu’elles donnent des résultats identiques aux bosons-esclaves de Kotliar-Ruckenstein et donc á l’approximation de Gutzwiller. Nous appliquons notre formalisme généralisé à l’état antiferromagnétique de Néel et l’étudions dans des modéles de Hubbard multi-orbitales , à la fois en fonction du nombre d’orbitales et du couplage de Hund, en fournissant des diagrammes de phase dans le plan interaction-dopage. Nous montrons que l’antiferromagnétique dopé à proximité du demi-remplissage est typiquement instable vers une séparation de phase isolant-métal et magnétique-non magnétique. Le couplage de Hund étend la portée de la solution antiferromagnétique et favorise la séparation des phases.Nous appliquons notre formalisme pour étudier le supraconducteur à base de fer CsFe2 As2 dopé au Cr, à la fois dans la phase paramagnétique et antiferromagnétique. Nous fournissons un argument analytique pour justifier l’augmentation record du coefficient de Sommerfeld de la chaleur spécifique, prédite par la théorie et puis trouvée expérimentalement à 2% de dopage au Cr. Nous l’attribuons à la frustration de la tendance à une transition de Mott sélective en orbitales, provoquée par les sauts inter-orbitaux. Par conséquent, le systéme se retrouve avec un sous-ensemble d’électrons très lourds. Nous considérons ce mécanisme comme un paradigme général pour la recherche de matériaux à fermions lourds, sans dépendre d’éléments à électrons f. Nous montrons également qu’en dopant davantage le système vers le demi-remplissage, une zone antiferromagnétique est rencontrée. Nous fournissons des diagrammes de phase dans le plan interaction-dopage pour plusieurs valeurs du couplage de Hund.Enfin, nous généralisons notre formalisme pour inclure la contribution de l’orbitale du ligand (modèle pd), dans le contexte des supraconducteurs à base de fer de la famille 122. Grâce à l’agilité du champ moyen des spins esclaves, nous révisons de manière critique la question du double comptage de l’énergie d’interaction lorsque on combinela théorie de la fonctionnelle de la densité avec es théories multi-corps en fournissant une étude paramagnétique de BaFe2 As2 et CsFe2 As2 en fonction de l’interaction. Nous étendons ensuite notre étude aux phases antiferromagnétiques, en calculant des diagrammes de phase dans le plan interaction-dopage. Nos résultats montrent que la prise en compte de la contribution des orbitales p− se traduit par une magnétisation décalée plus faible.