経路積分繰り込み群法による強相関電子系の研究

用路径积分重正化群方法研究强相关电子系统

基本信息

批准号：
15740203
负责人：
渡辺真仁
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

项目摘要

量子縮退領域における価数転移の性質とその臨界点近傍の電子状態の性質を明らかにするため、f電子と伝導電子間の斥力Ufcをとりいれた1次元周期アンダーソン模型に平均場近似、及びDMRG法を適用して基底状態の性質を調べた。その結果、平均場近似では価数の1次転移とともに相分離が生じるのに対し、DMRG法では価数の1次転移は生じるが、相分離は生じないことがわかった。つまり、量子ゆらぎと電子相関の効果によって相分離は実現せず、Kondo状態からMixed Valence状態へのクロスオーバーが強く安定化される。このゆらぎの強い、シャープな価数クロスオーバー近傍のKondo状態で超伝導相関が発達するが、これは電荷速度が増大することによるものであり、K>1を示す既存の模型に共通な電荷圧縮率の増大を起源としない点で、特筆すべき結果である。価数の感受率が増大するにもかかわらず全電荷の圧縮率が増大しない理由は、全電荷の相関関数のうちf電子と伝導電子に対して対角的、非対角的な項の主要項の符号が反対であるために互いに相殺しあうことによる。このことからこの系の超伝導の起源は、電子の有効バンド幅が増大することにより、価数ゆらぎをもつ電子のコヒーレンスが増大したことによると考えられる。価数転移について、γ-α転移を起こすCe金属と異なり、Ce化合物で1次転移が起きにくい理由は、化合物ではUfcが小さくなるためと考えられる。また、熱力学関係式を解析的に導出することにより、価数転移のf電子の跳びの最大値が空間次元によらず2n-1(nは全電子のフィリング)で表されることを示すことができる。これより、(1)配位数(zUfc)が大きい、(2)フェルミ面にかかっているバンド全体の占有数の大きいCe化合物で1次の価数転移が実現する可能性が高いことが指摘される。

为了阐明量子简并区价态跃迁的性质以及临界点附近电子态的性质，我们将平均场近似应用于包含 f 电子之间排斥力 Ufc 的一维周期性 Anderson 模型和传导电子，并采用DMRG方法研究基态的性质。结果发现，在平均场近似中，伴随着价数的一级跃迁而发生相分离，而在DMRG法中，虽然发生价数的一级跃迁，但不发生相分离。换句话说，由于量子涨落和电子关联的影响，没有实现相分离，并且从近藤态到混合价态的交叉是强稳定的。在具有强烈波动的急剧价态交叉附近，近藤态中出现了超导相关性，但这是由于电荷速度的增加以及显示 K > 1 的现有模型所常见的电荷压缩所致。这一结果值得注意，因为它并非源于比率的增加。尽管价态敏感性增加，但总电荷的压缩性并未增加的原因在于，总电荷的相关函数中，f电子和传导电子的对角项和非对角项的主要项是因为这些项相互抵消。其他出局，因为它们具有相反的符号。这表明该系统中超导性的起源是由于电子有效带宽的增加而导致电子的相干性随着价态波动而增加。关于价态跃迁，与引起γ-α跃迁的Ce金属不同，Ce化合物中难以发生一级跃迁的原因被认为是化合物中的Ufc小。此外，通过分析推导热力学关系，我们表明无论空间维度如何，价态跃迁期间f电子跃迁的最大值都可以表示为2n-1（n是所有电子的填充）。由此指出，一级价态跃迁很可能在以下Ce化合物中实现：(1)具有大配位数(zUfc)并且(2)在跨越整个能带的大量占据费米面就完成了。