Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Разработан метод эффективного вычисления нелокальной восприимчивости и вершинных частей в рамках подхода DMFT для вычисления потенциала куперовского спаривания. Разработанная методика позволяет производить анализ симметрии сверхпроводящей щели в системах с сильными кулоновскими корреляциями. В отчетном периоде были проведены исследования по анализу электронных структур и фазовых переходов низкоразмерного электрида Ba2N под давлением с использованием расширенного метода DFT+U+V, учитывающего локальные и межузельные кулоновские взаимодействия. В результате выполненных расчётов удалось объяснить различия между теоретическими предсказаниями и экспериментальными наблюдениями относительно структурных переходов в Ba2N. Полученные данные позволили уточнить механизм перехода из металлической фазы с симметрией P-3m1 в фазу I-42d, что сопровождается изменением электронной структуры и уменьшением размерности электридного подпространства. Результаты работы показали критическую роль кулоновских корреляций в определении стабильности фаз и свойств межузельных электронных состояний электрида, что может быть использовано для предсказания и поиска новых материалов с уникальными электронными характеристиками. Для фторида серебра Ag3F5 обнаружена структурная нестабильность, вызванная эффектом Яна-Теллера, что привело к теоретическому предсказанию новой кристаллической структуры с пониженной симметрией, в которой формируются цепочки из антиферромагнитно упорядоченных ионов серебра в электронной конфигурации d9. Используя приближение электронной плотности был исследован процесс образования дефектов типа pin hole в интерфейсах Co/MgO и MgO/InSb и объяснено снижение поляризационных характеристик за счет релаксации атомной структуры, вызывной рассогласованием параметров решетки подложки и тонкой пленки диэлектрика MgO. Исследовано влияние локальных кулоновских корреляционных эффектов на электронную структуру и нелокальную спиновую восприимчивость монокристаллов V2Te2O. Показано, что учет кулоновского взаимодействия в 3d оболочке ванадия оказывает качественное влияние на форму поверхности Ферми и позволяет добиться существенного улучшения согласия рассчитываемого коэффициента Зоммерфельда с экспериментом.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
За второй год выполнения проекта были решен ряд задач и получены следующие научные результаты: 1) Была произведена оптимизация метода решения многозонного уравнения Бете-Солпитера для сверхпроводящей щели. Оптимизированный метод позволил существенно (на 25-30%) снизить временные затраты для вычисления нелокальных восприимчивостей и вершинных поправок, входящих в ядро уравнения Бете-Солпитера. Выполненная оптимизация позволяет исследовать симметрию сверхпроводящей щели на плотных сетках волновых векторов, что является важным для случаев многолистовых поверхностей Ферми малого (по сравнению с зоной Бриллюэна) объема, например таких как в родительских системах сверхпроводников на основе железа. Оптимизированная методика была применена для исследования симметрии сверхпроводящей щели в системе FeSe. Было установлено, что в данном соединении доминирующим является синглетное спаривание, со знакопеременной функцией щели как для дырочных, так и для электронных участков поверхности Ферми. Полученный результат может быть интерпретирован как реализация суперпозиции s+- и d - волнового сценария сверхпроводимости FeSe, что согласуется с одним из вариантов, описанным в литературе для структурно близких пниктидов железа. 2) В рамках проекта проведено комплексное исследование магнитных свойств слоистых электридов M₂X (M = Ca, Sr, Ba; X = N, P, As, Sb) методами теории функционала плотности и теории динамического среднего поля. Установлен универсальный структурный критерий магнитного упорядочения: переход в магнитное состояние происходит при соотношении внутри- и межслойных межатомных расстояний l_intra/l_inter<1. Расчёты с учётом электронных корреляций выявили значительные локальные магнитные моменты (~0.89 μ_B) и усиление спиновых флуктуаций в парамагнитной фазе, что подтверждает модель коррелированного зонного магнетизма. Показано, что гидростатическое давление эффективно индуцирует магнитное упорядочение за счёт достижения критического структурного соотношения. Микроскопический механизм перехода обусловлен формированием плоских зон на уровне Ферми и Стонеровской неустойчивостью. Разработаны эмпирические критерии прогнозирования магнитных свойств M₂X слоистых электридов на основе атомных радиусов и электроотрицательностей элементов. Полученные результаты создают основу для направленного дизайна слоистых магнитных электридных материалов на основе s- и p-элементов. 3) Разработан и реализован метод количественного определения параметров расширенной модели Хаббарда (U и V) на основе сопоставления DFT- и гибридных гамильтонианов в базисе функций Ванье. Предложенный метод апробирован на системах NiO, MgO и V2O5, для которых определены устойчивые значения параметров одноузельного и межузельного взаимодействия; применение указанных параметров U и V в расчётах DFT+U+V позволило достоверно воспроизвести электронную структуру и величины энергетических щелей, согласующиеся с аналогичными данными, полученными методом гибридного функционала. 4) Были проведены расчеты электронной структуры, магнитных свойств и распределения зарядовой плотности в гидридах лантана LaHx с низкой и высокой концентрацией водорода. Определены вклады ковалентной и ионной энергии в энергию связи. Обнаружен отрицательный заряд лантана вследствие переноса заряда с кластера водорода, что является следствием сильной ковалентной связи. 5) Для интерфейса (Co,Fe)/MgO показана возможность возникновения ближнего АФМ порядка, вызванного сильным эпитаксиальным напряжением, что может привести к ухудшению спиновой зависимости сопротивления туннельного контакта. Полученные результаты позволили объяснить разброс характеристик латеральных спиновых устройств с туннельным барьером на базе тонких пленок (Co,Fe)/MgO/InSb и сформулировать рекомендации по улучшению их дизайна. 6) В рамках подхода DFT+DMFT исследовано влияние корреляционных эффектов на электронную структуру и нелокальную спиновую восприимчивость монокристаллического V2Se2O. Продемонстрировано, что замена селена теллуром в системах V2X2O (X=Se,Te) не оказывает существенного влияния на перенормировки казичастичных масс и сопровождается ослаблением орбитальной селективности корреляционных эффектов, а также отклонениями от ферми-жидкостного поведения в V2Se2O.