Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"ABSTRAK

Mekanisme terjadinya transisi metal-isolator (TMI) pada vanadium dioksida (VO2) hingga saat ini masih diperdebatkan apakah disebabkan karena perubahan struktur atau korelasi elektron. Hasil studi sebelumnya yang menunjukkan bahwa fenomena tersebut muncul jauh di bawah suhu kritis ketika sedikit oksigen diambil dari VO2 menjadi VO2−δ memberikan dugaan bahwa efek screening dan korelasi elektron berperan dalam mekanisme TMI pada VO2. Untuk mendemonstrasikan hal tersebut, kami mengkonstruksi Hamiltonian suku kinetik dengan skema tight binding dan suku interaksi antar elektron dengan pendekatan medan rata-rata untuk sistem tanpa dan dengan vakansi oksigen. Kemudian, menghitung rapat keadaan pada ke-dua sistem tersebut dengan menggunakan teknik fungsi Green. Hasil studi kami berhasil mendemonstrasikan peran oksigen terhadap kemunculan TMI pada VO2 dalam gambaran Mott-Hubbard, di mana keadaan dasar ferromagnetik diperlukan untuk dapat bekerjanya skenario ini.

---

ABSTRACT

The mechanism of metal-insulator transition (MIT) in vanadium dioksida (VO2) is still under debate whether it is due to the structural phase transition (Peierls dis-tortion) or electron correlation. A previous study indicating that MIT appears far below the critical temperature of TC ≈ 340 K when a small amount of oxygen is taken out the system suggested that oxygen screening and electronic correlations play a dominant role in MIT of VO2. To demonstrate this mechanism, we con-struct a Hamiltonian with a kinetic part constructed within the tight-binding scheme and an interaction part treated within the mean-field a p proximation for the system without and with oxygen vacancies, and then calculate the density of states for both systems using green function technique. Our results successfully demonstrate the role of oxygens in MIT of VO2 within Mott-Hubbard picture where ferromagnetic ground states are necessary for the scenario to work.

"

"[Fe3O4 is a half-metallic ferrimagnet material with TC = ~860 K. In bulk form the saturated magnetization is about 0.6 Tesla. Recent studies of Fe3O4 thin films show that the saturated magnetization of such thin films turns to be much higher than 0.6 Tesla. The origin of the giant magnetization is still under debate. Some experimental data show that the giant enhancement is due to spin-flipping of Fe3+ in tetrahedral sites assisted by oxygen vacancies at grain boundary. To understand the spin-flipping mechanism, and then, the enhancement of the saturated magnetization of Fe3O4, we construct a tight-binding based model Hamiltonian and calculate the electronic structure of Fe3O4 within the dynamical mean-field theory for both ferrimagnetic (down-up-up) and ferromagnetic (up-up-up) spin orderings in the system without and with oxygen vacancies. Our results show that for the system without oxygen vacancies, the ferrimagnetic configuration is energetically favorable. Remarkably, by including the effect of oxygen vacancies into our calculations, especially for the on-site Coulomb repulsion, U, around 4 eV, the ground-state configuration switches into ferromagnetic. Our calculation results support that this spin-flipping phenomenon is due to the suppression of superexchange interactions between Fe3+ in octahedral sites and Fe3+ in tetrahedral sites, which are replaced by RKKY interactions that tend to couple the ions ferromagnetically., Fe3O4 adalah material ferrimagnet half-metallic dengan TC = ~860 K. Dalam sampel bulk, material ini memiliki magnetisasi saturasi sebesar 0,6 Tesla. Penelitian terbaru terhadap lapisan tipis Fe3O4 menunjukkan bahwa magnetisasi saturasi dari lapisan tipis tersebut jauh lebih besar daripada 0,6 Tesla. Penyebab dari magnetisasi yang cukup besar tersebut masih dalam perdebatan. Beberapa data eksperimen menunjukkan bahwa magnetisasi yang besar tersebut adalah akibat dari pembalikan spin Fe3+ pada site tetrahedral yang dibantu oleh vakansi oksigen pada grain boundary. Untuk memahami mekanisme pembalikan spin dan peningkatan magnetisasi saturasi dari Fe3O4, kami mengonstruksi Hamiltonian model berbasis tight-binding dan menghitung struktur elektronik Fe3O4 dalam kerangka dynamical mean-field theory untuk konfigurasi spin ferrimagnetik (down-up-up) dan ferromagnetik (up-up-up) pada sistem tanpa dan dengan vakansi oksigen. Hasil perhitungan kami menunjukkan bahwa untuk sistem tanpa vakansi oksigen, konfigurasi ferrimagnetik lebih stabil secara energetik. Dengan memasukkan efek vakansi oksigen ke dalam perhitungan, khususnya untuk nilai parameter on-site Coulomb repulsion, U, sekitar 4 eV, konfigurasi keadaan dasar berubah menjadi ferromagnetik. Hasil perhitungan kami mendukung hipotesis bahwa fenomena pembalikan spin merupakan akibat dari pelemahan interaksi superexchange antara Fe3+ pada site oktahedral dan Fe3+ pada site tetrahedral yang tergantikan oleh interaksi RKKY yang memiliki kecenderungan mengkopel ion tersebut secara ferromagnetik.]"

"Permasalahan banyak benda (many-body) secara lengkap, dimana melibatkan interaksi elektron-ion dan interaksi elektron-elektron, merupakan permasalahan yang sulit untuk dipecahkan secara eksak. Pendekatan first-principles seperti Density Functional Theory (DFT) telah menjadi pilihan yang populer untuk mengamati band structure secara lengkap pada suatu material. Bagaimanapun juga, terlepas dari perumusannya yang telah mapan, hal itu tetap menjadi tantangan besar untuk menggunakan pendekatan DFT untuk mengamati efek yang yang disebabkan oleh korelasi yang kuat antara elektron secara benar. Saat ini telah diperkenalkan pendekatan yang menggabungkan DFT dengan pendekatan diagram Feynman, yang disebut metode GW, untuk mengoreksi efek dari interaksi antara elektron. Terlepas dari beberapa keberhasilan dari pendekatan GW berbasis DFT ini, pendekatan ini memiliki kekurangan yaitu tidak cukup eksibel untuk digunakan untuk memecahkan masalah dengan interaksi yang lain, seperti interaksi magnetik. Pada skripsi ini, kami memperkenalkan algoritma metode GW dalam kerangka tight- binding. Kami turunkan setiap langkah pada algoritma secara lengkap dengan menggunakan diagram Feynman dan konsep analytic continuation untuk mengekspresikan besaran-besaran fisika pada real frequency. Untuk tujuan tertentu, kami tertarik untuk menerapkan algoritma ini pada sistem graphene dengan harapan menggunakan metode ini untuk sifat optik sistem graphene dengan berbagai jenis interaksi tambahan dalam waktu mendatang.

---

The full many-body problem in condensed-matter physics, in which electronion as well as electron-electron (e-e) interactions play crucial roles, is very tough to solve exactly. To explore the details of the band structure of the material, a first-principles approach such as Density Functional Theory (DFT) has become a popular choice. However, a part from its well-established formulation, it remains a big challenge to use such an approach to capture effects arising from strong correlations among the electrons correctly. Nowadays, an approach to combine DFT with a Feynman diagrammatic approach, so called the GW method, to address the effects of e-e interactions, has been introduced. Despite some successes of the DFT-based GW approach, there is an issue that this approach does not seem exible enough to use for solving problems with other types of interactions, such as magnetic interactions. In this skripsi, we aim to introduce an algorithm of the implementation of GW method in the frame of tight-binding approximation. We rigorously derive each step in the algorithm with the aid of Feynman diagrams, and the concept of analytic continuation to express the physical quantities of interest in real frequency. For a particular purpose, we are interested to apply this algorithm to graphene in hope of using this method address optical properties of graphene systems with various kinds of additional interactions in the near future."

"ABSTRAKKami mengkaji paduan Half-Heusler NiMnSb dalam struktur kristal C1b dari aspek teori kemagnetannya. Kami melakukan perhitungan numerik pada sistem ini dengan metode Hamiltonian suku kinetik pendekatan tight-binding dan interaksi berbasis mean-field theory. Dari hasil perhitungan, sistem paduan NiMnSb menunjukkan karakter metal pada saat U J < 2.5 eV dan karakter semi metal pada U J ge; 2.5 eV. Menariknya, pada U=2.5 eV dan J=0.9 eV diperoleh moment magnet asymp; yang mana ini sesuai dengan prediksi Slater-Pauling.Kata kunci : Paduan Half-Heusler, Moment Magnet, Tight-Binding

---

ABSTRACTWe study a Half Heusler alloy of NiMnSb in C1b crystal structure for magnetic theoretical aspect. We have done numerical calculation of the NiMnSb compound system using the model Hamiltonian kinetic term within tight binding approximation and the interaction based on mean field theory. From computational output, the NiMnSb compound system exhibit metal phase by the time U J 2.5 eV and half metal phase in U J ge 2.5 eV. Interestingly, the moment magnet results of U 2.5 eV J 0.9 eV is asymp which is agree with Slater Pauling prediction.Key words Half Heusler Alloy, Magnetic Moment, Tight Binding"

"ABSTRAKHeusler alloys telah diketahui sejak satu abad silam, dan prediksi-prediksi nilai momen magnetnya menggunakan aturan Slater-Pauling telah sukses untuk banyak material. Walaupun demikian, perhitungan sederhana ini tidak selalu berhasil untuk semua Heusler Alloy. Sebagai contoh, Fe2CuAl diketahui memiliki momen magnet sebesar 3.30 B per formula unit walaupun prediksi aturan Slater-Pauling adalah 2 B. Di sisi lain, eksperimen pada susunan Heusler Alloy yang non-stoikiometri Fe2Mn0.5Cu0.5Al memiliki nilai momen magnet sebesar 4 B, yang mirip dengan prediksi Slater-Pauling untuk paduan yang stoikiometri. Ketidaksesuaian ini menandakan bahwa teori untuk memprediksi momen magnet pada Heusler Alloy secara umum masih belum lengkap sepenuhnya. Berangkat dari isu ini, kami mengajukan studi teoritik pada Full-Heusler Alloy Fe2MnAl dengan struktur L21 untuk memahami pembentukan momen magnet secara mikroskopik. Kami memodelkan sistem ini dengan mengkonstruksi Hamiltonian berbasis Tight-Binding dan menambahkan interaksi repulsif Hubbard seperti halnya pada interaksi antar spin pada elektron-elektron yang menempati orbital d -orbitals. Selanjutnya, kami selesaikan model ini menggunakan pendekatan fungsi Green, dan menerapkan pendekatan medan rata-rata pada suku-suku interaksi. Tujuan akhir kami yakni untuk menghitung momen magnet total dari Fe2MnAl dan membandingkannya dengan data hasil eksperimen.

---

ABSTRACTHeusler alloys have been known for about a century, and predictions of magnetic moment values using Slater Pauling rule have been successful for many such materials. However, such a simple counting rule has been found not to always work for all Heusler alloys. For instance, Fe2CuAl has been known to have magnetic moment of 3.30 B per formula unit although the Slater Pauling rule suggests the value of 2 B. On the other hand, a recent experiment shows that a nonstoichiometric Heusler compound Fe2Mn0.5Cu0.5Al possesses magnetic moment of 4 B, closer to the Slater Pauling prediction for the stoichiometric compound. Such discrepancies signify that the theory to predict the magnetic moment of Heusler alloys in general is still far from being complete. Motivated by this issue, we propose to do a theoretical study on a Full Heusler Alloy Fe2MnAl L21 Structure to understand the formation of magnetic moment microscopically. We model the system by constructing a Tight Binding basis Hamiltonian and incorporating Hubbard repulsive as well as spin spin interactions for the electrons occupying the d orbitals. Then, we solve the model using Green rsquo s function approach, and treat the interaction terms within the mean field approximation. Our final goal is to compute the total magnetic moment of this system and compare it with the experimental data."

"ABSTRAKSkripsi ini didasari oleh tujuan kami untuk memahami terlahirnya eksiton didalam graphene. Eksiton adalah quasipartikel yang mendeskripsikan keadaanterikat antara sebuah elektron dan sebuah hole. Eksiton memiliki peranan yangpenting dalam teknologi berbasis semikonduktor, seperti photovoltaics, laser,dan sebagainya. Skripsi ini tidak semata-mata bertujuan untuk mendiskusikantentang kemunculan eksiton, namun mengeksplorasi efek dari interaksi tolakmenolakCoulomb di antara elektron-elektron yang menghasilkan efek korelasi;Interaksi-interaksi ini memodikasi spektrum satu partikel (kerapatan keadaanatau Density of States) dan spektrum dua partikel (konduktivitas optis) darigraphene. Kami melakukan penelitian ini secara teoritik dengan cara menggunakanmetode GW yang diimplementasikan dengan basis model HamiltonianTight-Binding. Pemahaman dari efek-efek korelasi ini sangat penting karenahal ini akan berperan dalam membuat interaksi tarik-menarik efektif di antaraelektron dan hole yang akan mengikat mereka dan mengubah mereka menjadieksiton. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan perhitungan numerikdari konduktivitas optis dari graphene menggunakan menggunakan algoritmaGW berbasis Tight-binding. Skripsi ini meliputi perhitungan self-energy menggunakanFungsi Green (G) dan Fungsi Interaksi Ternormalisasi (W) yang didapatdari proses Random Phase Approximation. Metode ini didasari olehpendekatan Tight-Binding yang digunakan untuk membuat struktur pita energibare dari graphene. Selain itu, kami memformulasikan perlakuan interaksiCoulomb dengan menggunakan diagram Feynman dalam pendekatan GW.Hasil utama dari perhitungan ini adalah grak dari kerapatan keadaan (Den-sity of States) dan konduktivitas optis dari graphene dengan koreksi self-energydalam pendekatan GW.

---

ABSTRACTThis study is very much motivated by our aim to understand the formationof excitons in graphene. Excitons are quasi-particles that describe the boundstate between an electron and a hole. The role of excitons are very importantin semiconductor-based technologies, such as photovoltaics, lasers, and soon. This thesis is not aimed to discuss the formation of excitons itself, ratherit explores the eects of Coulomb repulsive interactions among electrons thatgenerate the correlations eects that modify the single-particle spectra (densityof states) and the two-particle spectra (optical conductivity) of graphene. Wedo this study theoretically by employing the GW method implemented on thebasis of the tight-binding model Hamiltonian. The understanding of such correlationeects is important because eventually they play an important role ininducing the eective attractive interactions between electrons and holes thatbind them into excitons. The aim of this research is to do a numerical calculationof the optical conductivity of graphene using a tight-binding based GWalgorithm. This study includes the calculation of self-energy by using Green'sFunction (G) and Normalized Interaction Function (W) acquired from RandomPhase Approximation. This method is derived from the Tight-BindingApproximation used to construct the bare band structure of graphene. In additionto this, we formulate with the treatment of the Coulomb interactionusing Feynman diagrams within the GW approximation. The main results ofthese calculations are the plots of density of states and optical conductivity ofgraphene upon the self energy corrections within the GW approximation."

"ABSTRAKSifat transportasi elektron dalam molekul DNA Aperiodik dan Molekul DNA G4 telah dipelajari. Kedua molekul DNA ini, dimodelkan dengan menggunakan Hamiltonian ikatan kuat tight binding . Sifat transpor elektron dipelajari dengan menghitung probabilitas transmisi elektron menggunakan metode transfer matriks dan hamburan matriks secara bersamaan. Formalisme Landauer-B ttiker digunakan dalam menghitung karakteristik I-V molekul dari probabilitas transmisi. Pada molekul DNA Aperiodik dan DNA G4 sudah dilakukan perhitunganan untuk DNA berukuran 32 pasangan basa. Parameter perhitungan yang diperhatikan adalah gerakan sudut putar pasangan basa yang berhubungan dengan konstanta loncatan elektron antar basa melalui teori semi-empiris Slater-Koster-Harrison. Hasil perhitungan dianalisis dengan memperhatikan variasi frekuensi getar gerak memutar, temperatur, dan energi gangguan backbone. Hasil perhitungan pada molekul DNA Aperiodik dan DNA G4 menunjukkan bahwa transpor muatan DNA bergantung pada frekuensi gerak memutar pasangan antarbasa. Jika frekuensi tinggi, terjadi peningkatan arus dan probabilitas transmisi. Dan ketika temperatur ditingkatkan, probabilitas transmisi dan arus menurun dan tegangan ambang meningkat di tiap variasi frekuensi getar gerak memutar. Terakhir, jika nilai energi gangguan backbone yang diberikan semakin besar maka nilai transmisi, arus dan tegangan ambang menurun. Pada molekul DNA G4 transmisi dan kurva I-V lebih tinggi dari molekul DNA Aperiodik.

---

ABSTRACTElectron transport characteristics in G4 and Aperiodic DNA molecules have been studied. Both molecules are modelled using tight binding Hamiltonian. Electron transport characteristics are studied by calculating electron transmission probability using matrix transfer and scattering matrix methode simultaneously. Landauer B ttiker formalism is used in calculating the I V characteristics of molecules from transmission probability. The calculation in Aperiodic and G4 DNA molecules is done for 32 base pairs long DNA. Variable in the calculation is twisting motion angle of base pairs which is correlated to electron the hopping constant between bases within Slater Koster Harrison semi empirical theory. Calculation results are analyzed in variation of twisting motion frequency, temperature, and backbone disturbance energy. The calculation result in Aperiodic and G4 DNA molecules shows that DNA change transport on DNA depends on twisting motion frequency of bases. When the frequency become higher, the current and transmission probability will increase. Moreover, when the temperature increases, the current and transmission probability decreases, then threshold the voltage becomes higher for all twisting motion frequency. Lastly, as the backbone disturbance energy become large, the current and transmission decreases, then the threshold voltage will be small. In G4 DNA molecule the transmission and curve I V are higher, than in Aperiodic DNA molecule. "

"Kami melakukan perhitungan konduktivitas optis pada layered (perovskite) Pr0.5Ca1.5MnO4 untuk mengidentifikasi fenomena charge-ordering. Pemodelan melibatkan orbital Mn dan O yang berada pada bidang MnO2 dari layered Pr0.5Ca1.5MnO4. Interaksi yang diperhitungkan dalam pemodelan yaitu interaksi Coulomb inter-orbital dan intra-orbital, distorsi Jahn-Teller dan exchange interaction dengan menerapkan beberapa asumsi. Perhitungan dilakukan menggunakan Dynamical Mean Field Theory untuk mencapai self-consistency. Hasil perhitungan menunjukkan profile yang mendekati hasil eksperimen dengan puncak charge-ordering berada di bawah 1 eV dan puncak charge-transfer pada 3-3.7 eV. Di bawah temperatur TCO/OO (~325 K), puncak charge-ordering mengalami blue shift seiring dengan penurunan temperatur.

---

We calculate the optical conductivity of layered (perovskite) Pr0.5Ca1.5MnO4 to capture charge-ordering phenomena. The calculations are based on a model which considers Mn and O orbitals within the MnO2 plane of layered Pr0.5Ca1.5MnO4. Interaction terms included in the model with some assumptions are the inter-orbital and intra-orbital Coulomb repulsions, the static Jahn-Teller distortion and the exchange interaction. We calculate within Dynamical Mean Field Theory to achieve self-consistency. The result shows a profile similar to recent experimental data, where the charge-ordering peak appears below 1 eV and charge-transfer peak at 3-3.7 eV. For temperature lower than TCO/OO (~325 K), the charge-ordering peak undergoes a blue shift as the temperature is decreased."

"ABSTRACTCurrent electronics technology still relies on semiconductors for several purposes. The special property that distinguishes a semiconductor from another material is band gap energy inside of which the Fermi energy is located. Most conventional semiconductors such as Ge, Si, or GaAs may be classified into none or weakly correlated systems in which electron electron e e interactions do not play any significant role, where the band gaps insensitive to temperature change. Meanwhile, in semiconductors containing transition metal elements having d orbitals in their valence and or conduction band s , which we consider as strongly correlated semiconductors, e e interactions may play a more significant role. We hypothesize that such kind of semiconductors would have band structures, including their band gaps, being rather sensitive to temperature change due to e e interactions. We propose to explore this hypothesis theoretically by modeling the semiconductor band structure through Tight Binding Approximation with the GW method numerically in the Matsubara frequency domain. At the end, we use Pad approximant to obtain the self energy defined in the real frequency domain. Using this self energy we can calculate and analyze the Density Of States DOS at various temperatures, by giving the certain range of bare interaction line V. Our research results the correlation effects become stronger as we decrease the temperature. In short ranged interaction confirms that the semiconductor band gap increases and chemical potential shifts to a higher energy. Whereas with long ranged interaction shows that the range of two bands semiconductor becomes farther apart as compared to the bare DOS.

---

ABSTRACTTeknologi elektronik saat ini masih mengandalkan material semikonduktor untuk berbagai kebutuhan. Properti yang membedakan semikonduktor dari material lain adalah celah pita energi di mana energi Fermi berada di dalamnya. Umumnya semikonduktor seperti Ge, Si, atau GaAs dapat diklasifikasikan ke dalam sistem non terkorelasi / terkorelasi lemah di mana interaksi elektron-elektron e-e tidak memiliki peran penting, sehingga pita energi nya mungkin tidak sensitif terhadap perubahan suhu. Sedangkan semikonduktor yang mengandung unsur logam transisi dan orbital d dalam pita valensi dan / atau pita konduksi dianggap sebagai semikonduktor terkorelasi kuat, dimana interaksi e-e memainkan peran lebih signifikan. Kami berhipotesis bahwa jenis semikonduktor ini akan memiliki lebar celah pita yang agak sensitif terhadap perubahan suhu. Kami mengeksplorasi hipotesis ini secara teoritis dengan pemodelan struktur pita semikonduktor melalui pendekatan Tight-Binding, kemudian menerapkan interaksi e-e dalam metode GW secara numerik dalam domain frekuensi Matsubara. Setelah itu kami menggunakan Pad approximant untuk memperoleh self-energy yang didefinisikan dalam domain frekuensi riil. Dengan menggunakan self-energy ini kita dapat menghitung dan menganalisis Density Of States DOS seiring dengan bertambahnya suhu, dengan memberikan variasi rentang dari bare interaction line V . Penelitian kami membuktikan bahwa efek-efek korelasi menjadi lebih kuat seiring menurunnya suhu. Untuk variasi interaksi rentang pendek, pita energi melebar dan potensial kimia semakin bergeser ke tingkat energi lebih tinggi. Sedangkan pada variasi interaksi rentang panjang, jarak antara dua pita energi semikonduktor semakin melebar jika dibandingkan dengan DOS murni."

"Termotivasi untuk memperluas studi teoritis yang pernah dilakukan sebelumnya, kami melakukan perhitungan konduktivitas optik tergantung temperatur pada La0:7Ca0:3MnO3 dalam rentang energi foton yang luas hingga 22 eV, untuk menangkap transisi logam ke insulator, dengan tetap mempertahankan profil ketergantungan terhadap temperatur yang sesuai dengan data eksperimen pada energi foton yang lebih tinggi. Sistem dimodelkan dengan koordinasi Mn-O sederhana melalui metode tight binding dengan beberapa integral hopping dianggap sebagai fungsi magnetisasi. Menggabungkan efek Jahn-Teller statis, Coulomb-Hubbard dan interaksi pertukaran magnetik, kami dapat mereproduksi tren kualitatif dari konduktivitas optik yang tergantung pada suhu, terutama untuk rezim energi rendah dan tinggi, seperti yang diamati dalam data eksperimen. Hasil kami menggarisbawahi pentingnya efek korelasi yang saling mempengaruhi pada derajat kebebasan kisi, muatan dan magnet dalam menentukan profil keseluruhan respon optik terhadap temperatur dari manganite, hubungannya dengan respon fisika optik energi tinggi dan sifat transpor listrik DC.

---

Motivated to extend our previous theoretical study, we perform temperaturedependent optical conductivity calculation on La0:7Ca0:3MnO3 in a wide photon energy range up to 22 eV, to capture the metal to insulator transition, while still preserving in most way the correct temperature-dependent profile at higher photon energies. The system is modeled with a simple Mn-O coordination via the tight binding method with some hopping integrals being considered as functions of magnetization. Incorporating static Jahn-Teller effect, Coulomb-Hubbard and magnetic exchange interactions, we are able to reproduce the qualitative trend of the temperature-dependent optical conductivity, especially for the low-and high-energy regimes, as observed in the experimental data. Our results underline the importance of correlation effects due to interplay of lattice, charge, and magnetic degrees of freedom in determining the overall profile of temperature-dependent optical response of manganites, connecting the physics of high-energy optical response and the transport properties at the dc limit."