軌道自由度のある強相関電子系の理論的研究

轨道自由度强相关电子系统的理论研究

基本信息

批准号：
03J10346
负责人：
望月維人
金额：
$ 2.11万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J10346/
关键词：
強相関電子系軌道自由度超伝導水和Co酸化物磁気揺らぎ多軌道ハバート模型遷移金属酸化物揺らぎ交換近似スピン三重項超伝導多軌道ハバード模型フェルミ液体ペロフスカイト型チタン酸化物軌道秩序磁気相転移 Co酸化物超伝導体強磁性揺らぎ

项目摘要

水和コバルト酸化物超伝導体では、Cot2g軌道の自由度がその磁気的な性質や超伝導の性質に重要な役割を果たしているごとが分かってきた。そこで、この超伝導体における軌道自由度に由来する多型超伝導体特有の物性や現象を研究した。具体的に以下の研究を行なった。1,格子歪みによる磁気揺らぎの増大と超伝導転移温度の増大最近、NQRで幾つかのサンプルの核時期緩和率1/T1を測定すると、NQR共鳴周波数の大きなサンプルほど、1/T1が大きなピークを持ち、超伝導転移温度Tcが高いことが分かった。ここでNQR共鳴周波数は、Coイオンが周りの酸素イオンから感じる電場勾配が立方対称の場合は0である量であり、CoO6八面体の立方対称からの歪みの大きさにスケールしていると考えられる。この実験結果は、Co八面体のc-軸方向への三回対称のゆがみが大きくなるほど、磁気揺らぎが増大しTcが高くなっていることを示している。この起源を調べるために、Cot2g軌道の自由度を含む多軌道ハバード模型を構築し、三回対称結晶場の大きさを変えた場合の電子系の変化を調べた。その結果、三回対称結晶場により3重のt2g軌道が低エネルギーの1重alg準位と高エネルギーの2重e'g準位に分裂し、八面体歪みの増大に伴いe'gバンドが押上られ、K点近傍に小さなホールポケットを構成することが分かった。このホールポケット間の散乱により強磁性的な揺らぎが増大し、スピン三十項超伝導の相関磁性秩序が出現する。これらの結果は上述のNQRの実験結果をよく説明する。このことは、前年提唱したホールポケット間散乱による強磁性揺らぎを媒介としたスピン3重項超伝導のシナリオを強く支持する結果になっている。また、多軌道型超伝導体特有の軌道と格子のカップイングを利用した、格子歪みによるTc制御の可能性を提供する。2,スピン軌道相互作用によるdベクトルの異方性t2g軌道の自由度がある場合に効いてくると期待されるスピン軌道相互作用の効果を調べた。スピン軌道相互作用項を含む多軌道ハバード模型を、乱雑位相近似をSU(2)対称性が破れている場合に拡張して調べた。その結果、dベクトルが面内を向いていることが分かった。この結果は、NMR測定で面内ナイトシフトがTc以下で減少することとコンシステントになっている。このようなスピン軌道相互作用によるdベクトルの固定は、t2g軌道の自由度をもつCo酸化物超伝導体に現れる、特徴的な性質である。

在水合的氧化钴超导体中，很明显，COT2G轨道的自由度在其磁性和超导体特性中起重要作用。因此，我们研究了多态性超导体所特有的物理特性和现象，这些物理特性和现象是从该超导体中轨道自由程度得出的。具体而言，进行了以下研究：1。最近由于晶格失真而增加的磁波动，最近在测量具有NQR的几个样品的核时序松弛因子为1/T1时增加了超导过渡温度，发现具有NQR谐振频率的较大样品，超过导导过渡温度TC较高。在这里，NQR共振频率是当CO IORS从周围的氧气离子感知到的电场梯度时，量为零，被认为是从COO6 COO6八面体的立方对称性的变形的大小尺寸。实验结果表明，在C轴方向上CO八面体的3倍对称失真越大，磁波动越高，TC越高。为了研究这种起源，构建了包含COT2G轨道自由度的多轨哈伯德模型，当更改对称晶体场的大小3次时，检查了电子系统的变化。结果，发现三重T2G轨道分为低能量单ALG水平和高能双E'G水平，并且随着八面体应变的增加，E'G带被推到上，形成了K点附近的一个小孔袋。孔口袋之间的这种散射增加了铁磁波动，并且出现了自旋30-超导性的相关磁性。这些结果很好地解释了上述NQR实验结果。这强烈支持上一年提出的自旋三胞胎超导性场景，这是由孔袋散射引起的铁磁波动所介导的。它还利用轨道和晶格拔罐具有多轨超导体独有的轨道和晶格拔罐，从而提供了TC控制的可能性。 2。我们研究了自旋轨道相互作用的效果，当由于自旋轨道相互作用引起的T2G轨道矢量的自由度时，预期这将有效。当SU（2）对称性破裂时，通过扩展其他相位近似来研究包含自旋轨道相互作用项的多轨哈伯德模型。结果，发现d向量面在平面中。该结果与NMR测量中TC低于TC的平面内夜班的降低是一致的。由于自旋轨道相互作用而引起的D向量的固定是一种特征性特性，它出现在具有T2G轨道自由度的CO氧化物超导体中。