微小磁性体中の束縛された電子の運動と伝導性、トンネル現象の研究

微小磁性材料中束缚电子的运动和导电性以及隧道现象的研究

基本信息

批准号：
09236224
负责人：
米満賢治
金额：
$ 0.51万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
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：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

微小磁性体及び分子磁性体の磁気モーメントのトンネル現象には電子の量子性が強く反映されている。磁気モーメント自身は巨視的なゆっくり変化する量であるが、それは微視的かつ速く運動する電子がになっているからである。それらは断熱波動関数をとおすと、より明確になる。ベリ-の幾何学的位相がπの奇数倍になるか偶数倍になるかにより、経路積分の干渉が弱めあうか強めあうかを決め、前者の場合はトンネル振幅の消滅するという現象が以前から報告されていた。これに似た現象はいろんな系で現われるが、ここで問題にしたのは磁性、伝導、格子変位がすべて絡み合い、かつ異方的な超伝導が起こる場合である。現実には結晶化が困難で微小なサンプルしか得られない、局所的反強磁性相関をもつ有機導体に当てはまる可能性が高い。有機分子の柔らかさのために荷電体付近で局所的に格子が歪み自己束縛がおこるとき、そのような荷電体の運動に付随して、確かにベリ-の幾何学的位相が生じることを、厳密対角化による多体電子波動関数と、半古典的経路積分による動力学、さらに有効モデルの解析的解を使って理論的に示した。これは磁性と格子変位が複合して生じる新しい現象であるが、そのときd波の超伝導電子対形成がおこり伝導に大きな作用を及ぼすことがわかった。このような磁性と伝導の絡み合いは系の次元性や幾何学的特性に大きく依存している。例えばドープされた梯子系の場合は、偶数足梯子の場合に非磁性体かつd波の超伝導になることが予言されていたが、現象におこる2次元性を理論的に計算することにより、これまでにない新しい次元クロスオーバーが起こることと、それが実験をうまく説明することを示した。ほかにπ電子とd電子が1次元的かつ強磁性的に結合する系ではd電子の反強磁性相関のために長距離斥力ではじめて絶縁体になるという新しい現象を見出した。

电子的量子性质强烈地体现在微小磁性材料和分子磁性材料的磁矩隧道现象中。磁矩本身是一个缓慢变化的宏观量，但这是由于微观且快速运动的电子造成的。当它们通过绝热波函数时变得更加清晰。根据Berry的几何相位是π的奇数倍还是偶数倍，决定了路径积分的干扰是相互减弱还是增强，在前一种情况下，隧道振幅消失的现象已经为人们所熟知。时间已被报道。类似的现象发生在各种系统中，但我们这里关心的是磁性、传导和晶格位移都交织在一起的情况，并且发生各向异性超导。实际上，这可能适用于具有局部反铁磁相关性的有机导体，这些导体难以结晶并且只能获得少量样品。当由于有机分子的柔软性而导致晶格局部扭曲并在带电体附近发生自约束时，确实会伴随这种带电体的运动而发生贝里几何相，我们使用多体在理论上证明了这一点。基于精确对角化的电子波函数、基于半经典路径积分的动力学以及有效模型的解析解。这是由磁性和晶格位移共同引起的新现象，并且已经发现d波超导电子对的形成发生并且对传导有很大的影响。磁性和传导的这种交织在很大程度上取决于系统的维度和几何特性。例如，在掺杂梯子系统的情况下，人们预测偶数梯子将变得非磁性和D波超导，但通过理论上计算该现象的二维性，我们证明了前所未有的新现象维度交叉发生了，它成功地解释了实验。此外，我们还发现了一种新现象，即π电子和d电子一维铁磁耦合的系统只有通过d电子的反铁磁关联性的长程斥力才能成为绝缘体。