強相関電子系における超伝導・磁性・電荷秩序に関する理論的研究

强相关电子系统中超导、磁性和电荷排序的理论研究

基本信息

批准号：
07J06449
负责人：
渡部洋
金额：
$ 1.15万
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、de Haas-van Alphen効果をはじめとした重い電子系のフェルミ面に関する実験が詳細に行われるようになり、大きな注目を集めている。特に反強磁性転移点を境にフェルミ面トポロジーの変化が起きていることがいくつかの実験から明らかになってきた。これは従来の反強磁性転移の理論では理解できない点も多く、新たな描像の必要性が主張されている。我々はこの現象に着目し、近藤格子模型と周期的アンダーソン模型に変分モンテカルロ法を適用して基底状態における反強磁性転移とフェルミ面の変化を解析した。その結果、従来の反強磁性転移の他にフェルミ面トポロジーの変化を伴う新しいタイプの相転移(フェルミ面再構成)が存在することを示すことが出来た。相図中には反強磁性転移とフェルミ面再構成が同時に起こる領域が存在し、実験結果を説明し得ると考えられる。また、同様の計算手法により、f電子がランダムにドープされた近藤格子模型の基底状態を調べた。f電子数の変化に伴って系はlocal Fermi liquidからheavy Fermi liquidへのクロスオーバーを起こすと期待され、多くの実験でも確認されているが、理論的には不明な点が多い。我々は交換相互作用のドーピング依存性から、f電子のコヒーレンスが成長し始める密度と近藤スクリーニングに必要な伝導電子が不足し始める密度を見出した。これらの密度は上述したクロスオーバーに深く関わっていると考えられる。この結果は、不純物配置を平均的に取り扱った先行研究では得られなかったものであり、本研究がこのタイプの不純物問題に対して有効であることを示唆している。

近年来，对基于重电子的费米表面（包括de haas-van alphen效应）进行了详细进行的实验，引起了很多关注。特别是，一些实验表明，费米表面拓扑的变化发生在抗铁磁过渡点的边界处。这是传统的反铁磁过渡理论无法理解的许多要点，因此有人认为需要新的图片。我们专注于这种现象，并将变异的蒙特卡洛方法应用于昆多晶格模型和周期性的安德森模型，以分析抗铁磁性转变和基态处于费米表面的变化。结果，还可以证明，除了常规的抗铁磁过渡外，还存在一种新型的相变（费米表面重建），并伴随着费米表面拓扑的变化。在相图中，有一些区域同时发生抗铁磁过渡和费米表面重建，并且相信可以解释实验结果。此外，通过类似的计算方法研究了随机掺杂f电子的Kondo晶格模型的基态。预计该系统将随着F电子的数量变化，该系统将经历从局部费米液体到沉重的费米液体的交叉，尽管许多实验已经证实了这一点，但理论上有许多不清楚的观点。我们发现交换相互作用的兴奋剂依赖性在其中F电子的相干性开始增长，以及围绕围屏所需的传导电子开始缺乏的密度。这些密度被认为与上述跨界有关。从以前的研究平均进行杂质构型的研究中获得了这一结果，这表明该研究对于这种杂质问题有效。