Green’s functions of infinite-U asymmetric Hubbard model: Falicov-Kimball limit

Abstract

The asymmetric Hubbard model is used in investigating the lattice gas of the moving particles of two types. The model is considered within the dynamical mean-field method. The effective single-site problem is formulated in terms of the auxiliary Fermi-field. To solve the problem an approximate analytical method based on the irreducible Green’s function technique is used. This approach is tested on the Falicov-Kimball limit (when the mobility of ions of either type is infinitesimally small) of the infinite-U case of the model considered. The dependence of chemical potentials on concentration is calculated using the one-particle Green’s functions, and different approximations are compared with the exact results obtained thermodynamically. The densities of states of localized particles are obtained for different temperatures and particle concentrations. The phase transitions are investigated for the case of the Falicov-Kimball limit in different thermodynamic regimes.

Асиметрична модель Хаббарда використовується для дослідження двохсортного граткового газу рухомих частинок. Модель розглядається в рамках методу динамічного середнього поля. Ефективна одновузлова задача формулюється в термінах допоміжного фермі поля. Для її розв’язку використано наближений аналітичний метод, який базується на техніці незвідних функцій Гріна. Цей підхід апробується на моделі з безмежним U у границі Фалікова-Кімбала (коли рухливість іонів одного з сортів є безмежно малою). Концентраційні залежності хімічних потенціалів розраховуються з допомогою одно-частинкових функцій Гріна; різні наближення порівнюються з точними результатами, отриманими термодинамічним шляхом. Отримано густини станів для локалізованих частинок при різних температурах і концентраціях. Досліджено фазові переходи у границі Фалікова-Кімбала для різних термодинамічних режимів.