Approximate analytical dynamical mean-field approach to strongly correlated electron systems

Abstract

An approximate analytical scheme of the dynamical mean-field theory (DMFT), that is used for electron systems with Hubbard correlations and is exact in the limit of the infinite dimensionality of a space, is developed. The effective single-site problem arising in the framework of this method is formulated in terms of the auxiliary Fermi-field. The irreducible Green's function technique with the projecting on the Hubbard basis of Fermi-operators is used for its solution. A system of DMFT equations is obtained in the approximation which is a generalization of the Hubbard-III approximation and combines it with a self-consistent renormalization of the local electron levels. It is shown that the proposed approach includes as simple specific cases a number of known approximations (Hubbard-III, AA, MAA, . . . ) based on the assumption of the single-site structure of the electron self- energy.У роботі розроблена наближена аналітична схема методу динамічного середнього поля (МДСП), який використовується для електронних систем з хаббардівськими кореляціями і є точним при безмежній розмірності простору. Ефективна одновузлова задача, що виникає в цьому методі, сформульована за допомогою допоміжного ферміполя. Для її розв’язання використано техніку незвідних функцій Гріна при проектуванні на хаббардівський базис фермі-операторів. Отримано систему рівняннь МДСП у наближенні, яке є узагальненням наближення Хаббарда-ІІІ і поєднує його із самоузгодженим перенормуванням локальних електронних рівнів. Показано, що ряд відомих наближень, що базуються на одновузловій структурі власноенергетичної частини електронної функції Гріна, є простими частинними випадками запропонованої схеми.