Аннотация результатов, полученных в 2024 году
1. Найдена устойчивая кристаллическая структура одно-, двух-, трехслойного и объемного CrTe2, а также однослойного и объемного VS2, определена зонная структура, параметры кулоновских взаимодействий. Для CrTe2 в методе DMFT получены результаты для частотной зависимости собственных энергий электронов, температурных зависимостей однородной и локальной магнитных восприимчивостей, локальной зарядовой восприимчивости. С использованием нелокального расширения динамической теории среднего поля вычислены величины обменных взаимодействий. В однослойном CrTe2 найдена тенденция к 120◦ антиферромагнитному порядку. В двухслойном и трехслойном CrTe2 электронные корреляции в подходе DFT+DMFT приводят к ферромагнитному обменному взаимодействию внутри каждого слоя, но взаимодействие между слоями является антиферромагнитным, так что ожидается чередование направления намагниченности слоев. В объемном CrTe2 обнаружена тенденция к ферромагнитному порядку при низкой температуре, но с ростом температуры доминируют антиферромагнитные корреляции между слоями. 2. Исследовано формирование локальных магнитных моментов (ЛММ) в двухзонной модели Хаббарда на квадратной решетке. Вблизи перехода Мотта металл-изолятор были рассмотрены отдельные этапы поведения ЛММ: формирование, насыщение ЛММ, последующее экранирование и полностью экранированный ЛММ. Аналогично однозонной модели, с уменьшением температуры в металлической фазе стадии экранирования предшествует формирование квазичастиц, формирующих Ферми-жидкость. Отдельно рассматривался допированный случай: ключевым аспектом явилась возможность присутствия ЛММ в фазе когерентно движущихся дырок. Для недопированного и допированного случаев построены фазовые диаграммы с детализацией режимов — T-U и T-n соответственно. 3. Проведены численные расчёты методами DMFT и теории среднего поля для фаз со спиральным и антиферромагнитным порядками модели Хаббарда на двумерной решётке с перескоками между ближайшими и следующими за ближайшими соседями в режимах сильных и слабых корреляций. На основе калибровочной теории, описывающей флуктуации поля параметра порядка, был получен набор аналитических тождеств Уорда, описывающих структуру функций отклика системы в упорядоченных магнитных состояниях. Эти тождества были подтверждены результатами численных расчётов. Вычислены температурные и концентрационные зависимости пространственных и временных спиновых жесткостей, а для временных жесткостей (совпадающих с поперечными восприимчивостями в статическом пределе) - также частотные зависимости. Был исследован переход между фазами с различными типами магнитного порядка и изменения спектра низкоэнергетических магнитных возбуждений в окрестности этих переходов. Полученные спиновые жесткости были использованы для численных оценок корреляционной длины, связанной с формированием ближнего магнитного порядка в двумерных системах. 4. При помощи методики сухого переноса и электронно-лучевой литографии был создан экспериментальный образец на основе тонкого слоя магнитного двумерного материала CrCl3. Получены температурные и полевые зависимости транспортных свойств в интервале температур от 2 до 300 K. Идентифицированы и разделены переходы между магнитными состояниями. Были проведены первопринципные расчеты DFT для различных структур CrCl3. По итогам расчетов были получены электронные зонные структуры, плотность электронных состояний. Выполнено Ванье-проектирование для зон вблизи уровня Ферми, расчитаны гамильтонианы взаимодействия. Определены величины электронных перескоков между ближайшими соседями внутри слоя и между слоями. Полученные результаты сопоставлены с таковыми (DFT + Ванье-проектирование), найденными для ряда соединений с квазидвумерной (MoS2, MoCl3, NbOCl2) и изотропной, или почти изотропной (GaAs, CuCl, InGaS3) структурой с целью выявления характерного значения отношения величин электронных перескоков между слоев к внутрислоевым в каждой из этих групп и сравнения их с CrCl3. На основе полученных данных для CrCl3 был проведен DMFT расчет с нелокальным расширением. Вычислены температурные зависимости локальных и нелокальных спиновых восприимчивостей, получены температура Кюри, согласующаяся с экспериментальными данными. Отдельно рассмотрены температурные эволюции спиновых корреляций с ближайшими, следующими за ближайшими соседями в слое и ближайшими соседями между слоями, характеризующие ближний магнитный порядок. Вычислены характеристики локального магнитного момента, их изменения с температурой. Протестирован нелокальный расчет в зарядовом канале: вычислена диэлектрическая проницаемость.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
1. Проведено комплексное исследование электронных и магнитных свойств VS2 и CrCl3 на основе методов DFT+DMFT и нелокальных расширений. Для однослойных и объемных структур VS2 рассчитаны локальные и нелокальные спиновые и зарядовые восприимчивости, спиновые корреляции, обменные взаимодействия с ближайшими соседями и спин-волновые дисперсии. Получены температурные зависимости магнитных характеристик, из восприимчивости определена оценочная температура Кюри, хорошо согласующаяся с экспериментом. Исследованы оптические свойства: диэлектрическая проницаемость и нелокальная зарядовая восприимчивость. Для слоистого кристалла CrCl3 выполнены DFT+DMFT расчёты для двух устойчивых фаз (C2/m и R3). Определены электронные перескоки, локальные и нелокальные спиновые восприимчивости и обменные взаимодействия, их температурная эволюция, а также спин-волновые дисперсии и магнонная плотность состояний. Найдена температура Кюри. Показано существование сильно локализованного ближнего магнитного порядка и его связь с температурной эволюцией интегрированной фотолюминесценции. Установлено, что межслоевой обмен ферромагнитен и уменьшается с уменьшением температуры, что согласуется с антиферромагнитным упорядочением при низких температурах. Вычислены спектры спиновых возбуждений и исследованы дираковские магноны для обеих фаз. С помощью аналитического продолжения получены спектральные функции и зонная структура при комнатной температуре, а также зарядовые восприимчивости и спектры диэлектрической проницаемости. На основе Ванье-проектированных гамильтонианов для CrCl3 и ряда других слоистых материалов (MoCl3, NbOCl2, MoS2, CuCl, InGaS3, GaAs) показана корреляция квазидвумерности с высокой энергией связи экситонов. 2. Для изотропной (t'=t) и анизотропной треугольной решётки с t'/t >= 0.5 методом DMFT получены электронные спектральные функции и нелокальные магнитные восприимчивости, по которым определены стабильные волновые векторы магнитного порядка. Для отношений анизотропных перескоков t'/t=1 и t'/t=0.5 получены неоднородные динамические восприимчивости и спектры магнонных возбуждений. Вычисленные пространственные и временные спиновые жёсткости показали, что частотная зависимость временной спиновой жесткости существенно уменьшает корреляционную длину магнитных флуктуаций и определяет возможность формирования состояния с ближним магнитным порядком при нулевой температуре, наблюдающегося в ряде органических сверхпроводников. 3. При помощи методики сухого переноса и электронно-лучевой литографии были созданы экспериментальные образцы на основе тонкого слоя двумерного материала CrCl3 ~5 nm и CrSBr ~5 nm. Получены токовые, температурные и полевые зависимости туннельного тока образцов в интервале температур от 2 до 300 K и в магнитных полях от 0 до 9 T. Обнаружена деградация CrCl3 при измерении транспортных свойств. Идентифицирован переход между магнитными состояниями для CrSBr около 130 K. Была разработана и смоделирована в САПР Ansys Electronics Desktop конструкция СВЧ копланарного волновода, предназначенного для исследования магнитных свойств двумерных материалов методом ферромагнитного резонанса (ФМР). На основе созданной модели изготовлены четыре волновода на керамических подложках методом фотолитографии. Проведенный анализ чувствительности устройства показал, что изменение амплитуды СВЧ сигнала для модельного магнитного объекта размером 50×50 мкм и толщиной 10 нм составляет порядка 0,05 дБм при резонансе на частоте 10 ГГц, что подтверждает возможность регистрации отклика от тонких и малых по площади образцов. Выполнены ФМР-измерения двумерного ван-дер-ваальсового магнетика CrCl₃, проявляющего магнитное упорядочение при температурах ниже 25 К. Для флейков характерных размеров ~50×100 мкм и толщиной около 45 нм получены спектры, демонстрирующие наличие двух резонансных мод — «оптической» и «акустической» — при параллельной ориентации СВЧ и внешнего магнитного полей. На основе анализа полевых и частотных зависимостей определены температура перехода в ферромагнитное состояние (14 К), температура перехода в парамагнитное состояние (17 К), а также температурная зависимость эффективной намагниченности. Результаты подтверждают высокую чувствительность созданного СВЧ устройства и его пригодность для исследования магнитных свойств двумерных материалов. 4. Построена фазовая диаграмма в координатах "заполнение-температура" для модели Хаббарда на квадратной решетке с отношением перескоков t'/t = -0.45 методом DMFT. С помощью нелокального расширения D-TRILEX вычислены нелокальные собственные энергии и спектральные функции. Обнаружено нарушение ферми-жидкостного поведения: затухание квазичастиц перестает зависеть от температуры, наблюдается расщепление электронной зоны с расширением поверхности Ферми и нарушением теоремы Латтинджера. Выявлена нодально-антинодальная дихотомия спектральных свойств. Получены температурные зависимости восприимчивостей с учётом нелокальных поправок к собственным энергиям, из которых вычислены температуры перехода в D-TRILEX. Показано, что самосогласованный подход D-TRILEX дает более корректное описание по сравнению с другими нелокальными методами. 5. В рамках метода DFT+DMFT проведено моделирование спектральных свойств, спинового и зарядового состояния ионов Ni, поверхности Ферми, орбитальной зависимости квазичастичных перенормировок и магнитных корреляций структурной фазы La3Ni2O7 с апериодическим 1-3-1-3 чередованием перовскитных NiO6 блоков (фаза 1313-La3Ni2O7). В нормальном состоянии в данной системе реализуется сайт- и орбитально-селективное состояние Мотта с сильной локализацией Ni 3d состояний ионов никеля в монослое NiO6. В тройном блоке NiO6 Ni 3d состояния проявляют ферми-жидкостное поведение с существенной перенормировкой Ni 3z2-r2 и x2-y2 состояний, при этом, для внешнего NiO6 слоя (Niout) перенормировки существенно сильнее, m*/m~4.3 и 3.1 для 3z2-r2 и x2-y2 состояний, соответственно. На основе анализа результатов для нелокальной спиновой восприимчивости \chi(q) сделан вывод о наличии сильных спиновых флуктуаций в 1313-La3Ni2O7 с несоизмеримым вектором распространения q~(1/3 1/3 0). Сравнительный анализ с результатами для фазы 222-La3Ni2O7 позволяют предположить наличие сверхпроводящего состояния в 1313-La3Ni2O7 под давлением. По результатам работы подготовлены препринты https://arxiv.org/abs/2504.20714 https://arxiv.org/abs/2505.00920 https://arxiv.org/abs/2511.14614