Кластерная теория возмущений для модели Хаббарда: пиннинг химического потенциала

Abstract

В настоящей работе проводится исследование однозонной двухмерной модели Хаббарда в рамках кластерной теории возмущений. Рассмотрение ограничено приближением ближайших соседей. Первоначальная двумерная квадратная решетка разбивается на кластеры 2x2, образующие квадратную сверхрешетку. Методом точной диагонализации определяется полный набор собственных векторов и собственных значений отдельного кластера. На этом базисе проводится построение Х-операторов, через которые переопределяется гамильтониан задачи. В приближении Хаббард-I вычисляется спектральная функция, позволяющая исследовать распределение спектрального веса квазичастиц в хаббардовских подзонах. Исследовано влияние внутрищелевых состояний на пиннинг химического потенциала при малых концентрациях дырок.

In this paper we study the single-band two-dimensional Hubbard model in the framework of the clus- ter perturbation theory. Consideration is limited to nearest-neighbor approximation. The original two- dimensional square lattice is divided into clusters of 2x2, forming a square superlattice. The complete set of eigenvectors and eigenvalues of a single cluster is determined by exact diagonalization method. On this basis, we construct X-operators, through which overrides the Hamiltonian of the problem. The spectral function is computed within the Hubbard-I approximation. This function allows to explore the distribution of spectral weight of the quasiparticles in the Hubbard subbands. The effect of the in-gap states at the pinning of the chemical potential at low concentrations of holes is explored.