Phenomenological approach to spin fluctuations in itinerant magnets and superconductors from ab initio calculations

Abstract

In this thesis I study the interplay between magnetism and superconductivity in itinerant magnets and superconductors. I do this by applying a semiphenomenological method to four representative compounds. In particular I use the discrepancies (whenever present) between density functional theory (DFT) calculations and the experiments in order to construct phenomenological models which explain the magnetic, superconducting and optical properties of four representative systems. I focus my attention on the superconducting and normal state properties of the recently discovered APt3P superconductors, on superconducting hole-doped CuBiSO, on the optical properties of LaFePO and finally on the ferromagnetic-paramagnetic transition of Ni3Al under pressure. At the end I present a new method which aims to describe the effect of spin fluctuations in itinerant magnets and superconductors that can be used to monitor the evolution of the electronic structure from non magnetic to magnetic in systems close to a quantum critical point.

In meiner Dissertation studiere ich mittels semi-phänomenologischer Methoden das Zusammenspiel von Magnetismus und Superleitung in itineranten Magneten und Superleitern. Insbesondere untersuche ich dazu die Abweichungen zwischen Dichtefunktional Theorie (DFT) Berechnungen und experimentellen Ergebnissen und konstruiere daraus phänomenologische Modelle, um die magnetischen, superleitenden und optischen Eigenschaften besser zu verstehen. In meiner Arbeit konzentriere ich mich auf die superleitenden und die normalen Eigenschaften der kürzlich entdeckten supraleitenden APt3P Phasen sowie den lochdotierten Superleiter CuBiSO, die optische Eigenschaften von LaFePO, und letztlich die druckinduzierten Übergänge von der ferromagnetischen in die paramagnetische Phase der intermetallischen Verbindung Ni3Al. Zum Schluss stelle ich eine neue Methode vor mittels der man Spinfluktuationseffekte in itineranten Magneten und Supraleitern beschreiben kann. Sie ermöglicht es insbesondere, die Entwicklung der elektronischen Struktur aus der nichtmagnetisch zur magnetischen Phase in der Umgebung quantenkritischer Punkte zu verfolgen.