コバルト酸化物の電子状態と超伝導の理論

氧化钴电子态与超导理论

基本信息

批准号：
17038011
负责人：
大野義章
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Niigata 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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

Na_xCoO_2・yH_2Oにおける超伝導の発見を契機に、その母物質Nax_CoO_2の電子状態が精力的に研究され、顕著なドーピング依存性が明らかにされつつある。特にx=0.5では、Naの1次元整列のもとで、面内反強磁性(T_<c1>-=87K)と金属絶縁体転移(T_<c2>=53K)の興味ある2段転移を示すが、後者の起源については未だ明らかにされていない。そこで本研究では、2次元三角格子11バンドd-p模型を用いて層状コバルト酸化物Na_<0.5>CoO_2のCoO_2面の電子状態を調べた。Tight-bindingのパラメータはSinghのLDAバンド計算の結果を再現するように決め、Coサイトのクーロン相互作用は、軌道内及び軌道間の直接項U,U'、交換相互作用J、及びペアトランスファーJ'をHartree-Fock近似の範囲内で考慮した。さらに、x=0.5で起こるNaイオンの1次元整列の効果を、CoO_2面におけるCoの原子準位の変化として取り入れた。Naの1次元整列の効果によってフェルミ面のネスティングが増加し、フラストレーションが解消され反強磁性が出現することを明らかにした。得られた反強磁性秩序はパラメータ依存性が大きく、大きな状態密度を持つ金属的な反強磁性から、半金属的、絶縁体的な物まで現れる。さらに、T_<c2>における金属絶縁体転移の起源として、Naの1次元整列の方向とは垂直な方向の電荷秩序である可能性を考え、最近接クーロン相互作用Vを考慮した計算を行った。その結果、およそUの半分程度のVを入れる事で反強磁性と軌道秩序を伴った電荷秩序の共存解を得た。反強磁性転移では態密度はほとんど変化しないが、加えて軌道秩序を伴った電荷秩序が起きると急速に状態密度が減少し、実験結果とコンシステントである。本研究では、T_<c2>における金属絶縁体転移の起源として、軌道秩序を伴った電荷秩序転移である可能性を提案した。

Na_xCOO_2和YH_2O中超导性的发现导致对其母体材料的电子状态NAX_COO_2的电子状态进行了充满活力的研究，从而揭示了明显的掺杂依赖性。特别是，在x = 0.5时，在Na的一维比对下，一个有趣的两阶段瓦鲁弗罗米磁性（T_ <c1>> - = 87K）和金属绝缘子过渡（T_ <c2> = 53K）的两阶段过渡，但后者的起源尚未揭示。因此，在这项研究中，我们使用二维三角晶格11频段D-P模型研究了分层氧化钴Na_ <0.5> COO_2的COO_2表面的电子状态。确定紧密结合的参数以复制Singh的LDA频带计算的结果，并在轨道位置和之间考虑了轨道位点的库仑相互作用，直接术语u，u'，u'，交换相互作用j和配对的传递j'在哈特里 - 折叠近似中。此外，在x = 0.5处发生的一维对准离子的效果被用作COO_2平面上CO的原子水平的变化。据表明，NA的一维比对的影响增加了费米表面的嵌套，消除了挫败感和抗势力磁性的出现。产生的抗磁磁序主要依赖于参数依赖性，并且来自具有较大状态密度到半金属和绝缘物体的金属抗铁磁性。 Furthermore, considering the origin of the metal insulator transition in T_<c2>, the possibility that the charge ordering in the direction perpendicular to the direction of one-dimensional alignment of Na was calculated, and calculations were made considering the nearest Coulomb interaction V. As a result, by adding about half the V of U, we obtained a coexistence of antiferromagneticity and charge order accompanied by orbital order.在抗铁磁过渡中，生态密度几乎不会改变，但是此外，还会出现轨道顺序的电荷顺序，状态的密度迅速降低，与实验结果一致。在这项研究中，我们提出了T_ <c2>中金属绝缘子过渡的起源是伴随轨道顺序的电荷顺序转换的可能性。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Electronic states and metal-insulator transition in the triangular lattice d-p model for layered cobaltates

层状钴酸盐三角晶格 d-p 模型中的电子态和金属-绝缘体跃迁

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Physica C 460-462
影响因子：
0
作者：
N. Takahashi;E. Shikoh;A. Fujiwara;Yoshiaki Ono
通讯作者：
Yoshiaki Ono

Phase diagram and dynamic response functions of the Holstein-Hubbard model

Holstein-Hubbard 模型的相图和动态响应函数

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Physica B 359-361
影响因子：
0
作者：
藤原明比古;竹延大志;Yoshiaki Ono;Keisuke Mitsumoto;W. Koller
通讯作者：
W. Koller

Real-space renormalization group approach for the corner Hamiltonian

角哈密顿量的实空间重整化群方法

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Journal of the Physical Society of Japan Vol.74 No.12
影响因子：
0
作者：
Suto H.;Sogawa H.;Tachibana S.;Koike C.;Karoji H.;Tsuchiyama A.;Chihara H.;Mizutani K.;Akedo J.;Ogiso K.;Fukui T.;Ohara S.;Y.Kagotani;Y.Kagotani;Youichi Yamakawa;Keisuke Mitsumoto;Kouichi Okunishi
通讯作者：
Kouichi Okunishi

Ferromagnetism and superconductivity in the one-dimensional nulti-orbital Hubbard model

一维多轨道哈伯德模型中的铁磁性和超导性

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310
影响因子：
0
作者：
H.Mukuda;T.Tsuchida;A.Harada;Y.Kitaoka;T.Takenouchi;Y.Takano;M.Nagao;I.Sakaguchi;H.Kawarad;田島文子;Youichi Yamakawa;Kazuhiro Sano
通讯作者：
Kazuhiro Sano

Heavy Fermions in the Periodic Anderson Model with Singlet-Triplet Crystal-Field Levels

具有单重态-三重态晶体场能级的周期性安德森模型中的重费米子