Coexistence of Nematic Order and Superconductivity in the Hubbard Model

We study the interplay of nematic and superconducting order in the two-dimensional Hubbard model and show that they can coexist, especially when superconductivity is not the energetically dominant phase. Due to a breaking of the $C_4$ symmetry, the coexisting phase inherently contains admixture of the $s$-wave pairing components. As a result, the superconducting gap exhibits very non-standard features including changed nodal directions. Our results also show that in the optimally doped regime the superconducting phase is typically unstable towards developing nematicity (breaking of the $C_4$ symmetry). This has implications for the cuprate high-$T_c$ superconductors, for which in this regime the so-called intertwined orders have recently been observed. Namely, the coexisting phase may be viewed as a precursor to such more involved patterns of symmetry breaking.Comment: 5 pages, 3 figure

Multiband Gutzwiller-Theorie des Bandmagnetismus von LaO-Eisen-Arsenid

In dieser Arbeit wenden wir die Gutzwiller-Theorie auf verschiedene Modelle von LaOFeAs an. Im Jahr 2008 wurde entdeckt, dass dotiertes LaOFeAs unterhalb einer kritischen Temperatur von Tc=28 K supraleitend wird. Schon bald nach dieser Entdeckung wurden weitere eisenbasierte Materialien gefunden, die eine zu LaOFeAs ähnliche atomare Struktur besitzen und ebenfalls supraleitend sind. Diese Materialien bilden die Klasse der eisenbasierten Supraleiter. Viele Eigenschaften dieser Klasse stimmen erstaunlich gut mit den Eigenschaften der Kuprate überein. Daher besteht die Möglichkeit, dass eine Erforschung dieser Klasse das Verständnis von Hochtemperatursupraleitung verbessern könnte. Trotz großer Anstrengung können Dichtefunktionalrechnungen nicht das kleine magnetische Moment in undotiertem LaOFeAs reproduzieren. Solche Rechnungen überschätzen das magnetische Moment um einen Faktor 2-3. Mit Hilfe unseres Gutzwiller-Ansatzes können wir die lokalen Coulomb-Wechselwirkungen besser berücksichtigen. Wir zeigen, dass es notwendig ist, die 3d-Orbitale des Eisens und die 4p-Orbitale des Arsens explizit zu behandeln. Somit finden wir in einem großen Parameterbereich der lokalen elektronischen Wechselwirkungen ein kleines magnetisches Moment, das im Bereich der Werte der experimentellen Messungen liegt. Weiterhin zeigen wir, dass man den Magnetismus in LaOFeAs als Bandmagnetismus von Landau-Gutzwiller-Quasiteilchen verstehen kann

Variational study of Fermi-surface deformations in Hubbard models

We study the correlation-induced deformation of Fermi surfaces by means of a new diagrammatic method which allows for the analytical evaluation of Gutzwiller wave functions in finite dimensions. In agreement with renormalization-group results we find Pomeranchuk instabilities in two-dimensional Hubbard models for sufficiently large Coulomb interactions.Comment: 6 pages, 6 figure

Gutzwiller theory of band magnetism in LaOFeAs

We use the Gutzwiller variational theory to calculate the ground-state phase diagram and quasi-particle bands of LaOFeAs. The Fe3d--As4p Wannier-orbital basis obtained from density-functional theory defines the band part of our eight-band Hubbard model. The full atomic interaction between the electrons in the iron orbitals is parameterized by the Hubbard interaction U and an average Hund's-rule interaction J. We reproduce the experimentally observed small ordered magnetic moment over a large region of (U,J) parameter space. The magnetically ordered phase is a stripe spin-density wave of quasi-particles.Comment: 4 pages, 5 figure

The EnMAP imaging spectroscopy mission towards operations

EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) is a high-resolution imaging spectroscopy remote sensing mission that was successfully launched on April 1st, 2022. Equipped with a prism-based dual-spectrometer, EnMAP performs observations in the spectral range between 418.2 nm and 2445.5 nm with 224 bands and a high radiometric and spectral accuracy and stability. EnMAP products, with a ground instantaneous field-of-view of 30 m x 30 m at a swath width of 30 km, allow for the qualitative and quantitative analysis of surface variables from frequently and consistently acquired observations on a global scale. This article presents the EnMAP mission and details the activities and results of the Launch and Early Orbit and Commissioning Phases until November 1st, 2022. The mission capabilities and expected performances for the operational Routine Phase are provided for existing and future EnMAP users

Band antiferromagnetism in a two-band model for iron pnictides

In this work I investigate a two-band Hubbard model using the Gutzwiller wave function. The tight-binding part of the model was constructed to have a gapless spin-density wave state which leads to Dirac points in the bandstructure, a common feature of many iron-pnictide compounds. For quarter, half and three-quarter fillings I show that Hund's rule coupling has a large impact on the metal-insulator transition in the paramagnetic phase. For the half-filled model in the antiferromagnetic phase, the magnetism evolves in a Stoner-like behavior and the size of the ordered moment is mainly determined by the Hubbard interaction. As Hund's coupling plays a minor role in this state, the model does not describe Hund's metal which is in contrast to more realistic models for iron-pnictide compounds

Multiband Gutzwiller-Theorie des Bandmagnetismus von LaO-Eisen-Arsenid

In dieser Arbeit wenden wir die Gutzwiller-Theorie auf verschiedene Modelle von LaOFeAs an. Im Jahr 2008 wurde entdeckt, dass dotiertes LaOFeAs unterhalb einer kritischen Temperatur von Tc=28 K supraleitend wird. Schon bald nach dieser Entdeckung wurden weitere eisenbasierte Materialien gefunden, die eine zu LaOFeAs ähnliche atomare Struktur besitzen und ebenfalls supraleitend sind. Diese Materialien bilden die Klasse der eisenbasierten Supraleiter. Viele Eigenschaften dieser Klasse stimmen erstaunlich gut mit den Eigenschaften der Kuprate überein. Daher besteht die Möglichkeit, dass eine Erforschung dieser Klasse das Verständnis von Hochtemperatursupraleitung verbessern könnte. Trotz großer Anstrengung können Dichtefunktionalrechnungen nicht das kleine magnetische Moment in undotiertem LaOFeAs reproduzieren. Solche Rechnungen überschätzen das magnetische Moment um einen Faktor 2-3. Mit Hilfe unseres Gutzwiller-Ansatzes können wir die lokalen Coulomb-Wechselwirkungen besser berücksichtigen. Wir zeigen, dass es notwendig ist, die 3d-Orbitale des Eisens und die 4p-Orbitale des Arsens explizit zu behandeln. Somit finden wir in einem großen Parameterbereich der lokalen elektronischen Wechselwirkungen ein kleines magnetisches Moment, das im Bereich der Werte der experimentellen Messungen liegt. Weiterhin zeigen wir, dass man den Magnetismus in LaOFeAs als Bandmagnetismus von Landau-Gutzwiller-Quasiteilchen verstehen kann

Superconductivity in the two-dimensional Hubbard model : Gutzwiller wave function solution

A systematic diagrammatic expansion for Gutzwiller-wave functions (DE-GWF) is formulated and used for the description of superconducting (SC) ground state in the two-dimensional Hubbard model with electron-transfer amplitudes t (and ${t}'$) between nearest (and next-nearest) neighbors. The method is numerically very efficient and allows for a detailed analysis of the phase diagram as a function of all relevant parameters (U, $\delta , {t}'$) and a determination of the kinetic-energy driven pairing region. SC states appear only for substantial interactions, $U/t_{\sim }^{> } 3$, and for not too large hole doping, $\delta _{\sim }^{< }0.32$ for ${t}'$=0.25t; this upper critical doping value agrees well with experiment for the cuprate high-temperature superconductors. We also obtain other important features of the SC state: (i) the SC gap at the Fermi surface resembles $d_{x^{2}-y^{2}}$ -wave only around the optimal doping and the corrections to this state are shown to arise from the longer range of the pairing; (ii) the nodal Fermi velocity is almost constant as a function of doping and agrees quantitatively with the experimental results; (iii) the SC transition is driven by the kinetic-energy lowering for low doping and strong interactions