Variational Monte Carlo study of impurity effects on filling-control-type Mott transitions

杂质对填充控制型莫特跃迁影响的变分蒙特卡罗研究

• 批准号: 20K03850
• 负责人: 横山 寿敏
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03850/
• 关键词: 不均一効果; 強相関電子系; フィリング制御型モット転移; 反強磁性状態; 常磁性状態; ハバード模型; 絶縁体化; 変分モンテカルロ法; パーコレーション; ドーピング; 不純物効果; 高温超伝導; 不均一効果; 強相関電子系; フィリング制御型モット転移; 反強磁性状態; 常磁性状態; ハバード模型; 絶縁体化; 変分モンテカルロ法; パーコレーション; ドーピング; 不純物効果; 高温超伝導

モット絶縁体に電荷キャリアを化学的にドープした（結晶中の伝導領域で電荷中性が崩れた）場合、実験では有限ドープ率まで絶縁体に留まる。このフィリング制御型モット転移がどのような機構で起こるのかを、変分モンテカルロ法により明らかにすることがこの研究の第一の目的である。さらに、平行して研究している光励起などによる電荷中性を保ったまま電荷キャリア（ダブロンとホロン）を導入した場合との差異を調べる。前年度の計算で、一体部分の最適化により不純物効果を制御する試行波動関数には利点が多いことが判ったので、それをフラストレートした2次元正方格子における不純物ハバード模型に適用し、化学的にドープした反強磁性状態と常磁性状態（正常状態）について、（系のサイズ依存性の確認を含む）本計算を行った。主にフィリング制御型モット転移を考える上で重要な物理量（二重占有率、不純物サイトとホストサイトの電子密度、交替磁化など）や変分変数（不純物ポテンシャル制御因子やダブロン-ホロン束縛因子）のモデルパラメータ［相互作用強度 (U/t)、不純物ポテンシャルの大きさ（V/t）、フラストレーションの強さ（t’/t）、ドープ率（δ）、不純物濃度（δi）］への依存性を調べた。これらの変数はいずれも重要であり、計算を広大な空間で網羅的に行ったため、結果の概要を簡便に述べることは難しい。その中で、フィリング制御型モット転移に関する特に重要な成果として、反強磁性状態と常磁性状態で共通して、非不純物ドープ系（δi=0）では得られなかった有限ドープ率（δ＞0）でのモット絶縁体化が、δi≧δでかつ斥力型Vの不純物ドープ系では起こることを示すことができた。今年度の計算では、δ＞0でのモット絶縁体が出現する領域についての定量的な相図を、様々なパラメータ空間で描くことに成功した。

当Mott绝缘子用电荷载体化学掺杂（电荷中立性在晶体中的传导区域丢失）时，实验保留在绝缘体中，直至有限的掺杂速率。这项研究的主要目的是阐明通过使用变分蒙特卡洛法发生这种填充控制的莫特过渡的机制。此外，我们研究了引入电荷载体（双子和圆顶）的情况之间的差异，同时由于光激发而保持电荷中立性，这正在并行研究。 In the calculations from the previous year, it was found that trial wave functions that control impurity effects by optimizing the integral part have many advantages, so we applied them to the impurity Hubbard model in a frustrated two-dimensional square lattice, and performed this calculation (including checking the size dependence of the system) for chemically doped antiferromagnetic and paramagnetic states (normal states).我们研究了模型参数的依赖性（双占用率，杂质和宿主位点的电子密度，磁化磁化等）和变异变量（杂质潜在的控制因子和双孔 - 霍洛束界因子）在考虑填充控制的MOTT过渡时（以及模型参数的依赖性（U/T）时，它们在考虑填充填充的MOTT（U/T）时很重要，这些势态（U/T）的依赖性（U/T） （t'/t），掺杂率（δ），杂质浓度（ΔI）]。在非冲突掺杂系统（ΔI= 0）中无法获得的有限掺杂率（δ> 0）发生在具有ΔIδ和排斥V的杂质掺杂系统中。