強相関電子系における電子ネマティックと高温超伝導および擬ギャップの理論研究

强相关电子系统中电子向列、高温超导和赝能隙的理论研究

基本信息

批准号：
20K03858
负责人：
山川洋一
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Nagoya 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

项目摘要

本年度は、鉄系超伝導体FeSeにおけるネマティック転移と、その揺らぎの発達に起因した物理に着目した。非磁性のネマティック転移は、平均場近似レベルの理論では説明できず、本質的に多体相関が重要である。しかし、多体相関を考慮した際の相転移の理論は未整備であった。そこで本研究では、多体相関を考慮した相転移に関する理論的な定式化を行い拡張された相転移理論を構築した。得られた理論をFeSeに適応し、相転移前後のネマティック感受率の振る舞いを説明したほか、実験で観測されているフェルミ面の消失などを非常によく再現することなどを明らかにした。さらに、BaNiS2のネマティック状態の起源を解明した。BaNiS2はバンド分散が線形に交差するディラック電子系である。近年、走査型トンネル顕微鏡(STM)測定よりフェルミ準位近傍で電子状態は結晶と同じ4回回転対称性を保つが、有限のエネルギー領域で２回回転対称性に落ちるという、奇妙な振る舞いが観測された。そこで、第一原理計算に基づいた多軌道ハバード模型に、高次の電子間相関を表すバーテックス補正を考慮し、BaNiS2のネマティック相転移の可能性を議論した。その結果、ディラック分散間でスピン揺らぎが存在し、さらにそのスピン揺らぎが干渉を起こすこと、さらにはボンド秩序に起因したネマティック転移を起こすという機構を明らかにした。このボンド秩序のフォームファクターはディラック分散では対称性からゼロだが、フェルミ準位の上下にあるバンドのエネルギー分散を変更することでエネルギーの利得を稼ぐ。得られたネマティック秩序下でのバンド分散は、STM測定による準粒子干渉の結果と非常によく整合する。

今年，我们专注于基于铁的超导体FESE的列表过渡以及由于其波动的发展而引起的物理学。非磁性列过渡不能用平均场近似水平的理论来解释，并且多体相关基本上很重要。但是，在考虑多体相关性时的相变理论尚未确定。因此，在这项研究中，我们通过考虑多体相关性的相变的理论表述来构建了扩展的相变理论。所获得的理论适应了FESE，解释了相变之前和之后的列敏感性的行为，并且还揭示了实验中观察到的费米表面的消失非常好。此外，我们已经阐明了Banis2的列明状态的起源。 BANIS2是一种狄拉克电子系统，在该系统中，带分散线性地相交。近年来，扫描隧道显微镜（STM）的测量值观察到了一种奇怪的行为，在该行为中，电子状态以与费米水平的晶体相同的方式保持了旋转的四次旋转对称，但在有限能量区域中落在旋转的两次。因此，我们讨论了BANIS2中列型相变的可能性，考虑到代表基于第一原理计算的多轨式哈伯德模型，代表了高阶Interectron相关性。结果，我们已经阐明了狄拉克分散体之间存在自旋波动的机制，并且自旋波动会引起干扰，以及由键顺序引起的列表过渡。由于对称性引起的狄拉克分散体中，该键顺序的形式为零，但是通过更改频段的能量分散和以上和低于费米水平的能量分散来获得能量增益。在列表下，所得的带分散体与STM测量的准粒子干扰的结果非常匹配。