二次元スピン系及び電子系における多体効果の計算物理学的研究

二维自旋和电子系统中多体效应的计算物理研究

基本信息

批准号：
05215211
负责人：
五十嵐潤一
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Gunma University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.正方格子J_1-J_2模型に基づき、フラストレーションと量子ゆらぎとの競合を研究し、スピン波分散と副格子磁化を1/S展開で二次の補正まで計算を行った。両方の量とも、線形スピン波理論の結果への補正は、フラストレーションが増すにつれて増大する。二次の補正はJ_2/J_1<0.35では小さく、展開はよく漸近収束している様に見え、よい定量的評価を与えると思われる。補正項はJ_2/J_1<0.4で正の値をもち、線形スピン波理論の結果と較べて、ネール秩序を安定化することが、見い出された。このことは、線形スピン波理論は量子ゆらぎを過大評価しており、それから導かれるJ_2/J_1〜0.5付近でのスピン流体相の存在は、存在するとしてもより限られた領域に制限されるものと考えられる。J_2/J_1>0.4では、2次の補正は絶対値の大変大きな負の値をとり、展開が悪くなることを示している。以上の計算においては、波数に関する多重積分の計算が必要になるが、本年度補助金により増強したワークステーションの利用が大変有効だった。2.t-J模型に基づき、ハイゼンベルグ反強磁性体に低濃度ドープされたホールの運動を研究し、ドルーデ強度と光学伝導度の計算を行なった。slave-fermion Schwinger-boson表示に基づき、ホールのグリーン関数を、自己無撞着ボルン近似を用いてドーピング濃度δの一次の範囲まで正確に求めた。ドルーデ強度Dは、ゲージ不変性とワード恒等式の助けを借りて決定された。Dはδに比例し、又、上記ホールポケットの準粒子有効質量の逆数に比例することがわかった。又、DはJ/tの増加に伴いゆっくりと増加する。有限振動数での伝導度も計算され、スピン励起に特徴的な振動数の近くに大きな強度が見いだされた。これは実験で観測されているmidinfrared bandに対応するものと考えられる。

1. 基于方晶格J_1-J_2模型，研究了挫败与量子涨落之间的竞争，并使用1/S展开计算了自旋波色散和亚晶格磁化强度直至二阶校正。对于这两个量，对线性自旋波理论结果的修正随着挫折的增加而增加。当 J_2/J_1<0.35 时，二次校正很小，并且展开似乎很好地收敛到渐近收敛，这似乎提供了良好的定量评估。结果发现，与线性自旋波理论的结果相比，修正项具有正值J_2/J_1<0.4，并且稳定了Neel阶。这意味着线性自旋波理论高估了量子涨落，并且认为J_2/J_1~0.5附近的自旋流体相的存在（如果存在）也被限制在更有限的区域。当J_2/J_1>0.4时，二次修正取很大的负值，表明扩展性变差。上述计算需要计算波数的多重积分，但使用今年拨款升级的工作站非常有效。 2. 基于t-J模型，研究了海森堡反铁磁体中轻掺杂空穴的运动，计算了德鲁德强度和光导率。基于从费米子施温格玻色子表示，利用自洽玻恩近似，精确地确定了一阶掺杂浓度δ范围内的空穴格林函数。 Drude 强度 D 是借助规范不变性和 Ward 恒等式确定的。发现D与δ成正比，也与空穴袋的准粒子有效质量的倒数成正比。此外，D 随着 J/t 的增加而缓慢增加。还计算了有限频率下的电导率，并且在自旋激发的频率特征附近发现了大强度。这被认为对应于实验中观察到的中红外波段。