Novel multi-fluctuation theory by a multi-orbital higher-order many-body effect

多轨道高阶多体效应的新颖多涨落理论

基本信息

批准号：
17K05543
负责人：
大成誠一郎
金额：
$ 3.16万
依托单位：
Nagoya University (2018-2022)Okayama University (2017)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年発見された無限層ニッケル酸化物Nd1-xSrxNiO2において超伝導(x=0.2で超伝導転移温度15K)が出現することが報告された。Nd1-xSrxNiO2の電子状態としてはNiのdx2-y2軌道がフェルミ面を構成するため、銅酸化物に似た構造を持つが、3次元構造を持ちNdのd軌道からなるフェルミ面も現れるため銅酸化物と異なる点も多い。また、Nd1-xSrxNiO2 (x<0.1)において約3倍周期のCDWが現れることが報告された。このCDWに隣接して超伝導相が現れ、CDWの量子臨界点近傍で超伝導のTCが最大になることから、CDWの量子揺らぎと超伝導発現機構が密接に関係していることが予想される。さらに、CDWの量子臨界点近傍で、非フェルミ流体的輸送現象(電気抵抗がTに比例)が観測されており、銅酸化物における反強磁性量子臨界点や鉄系超伝導体におけるネマティック量子臨界点との関係も興味深い。そこで、NdNiO2の3倍周期CDWの起源を研究した。3次元タイトバインディングモデルを作成しDensity wave 方程式を解くことで、3次元的な3倍周期のスメクティックボンド秩序がスピン揺らぎ干渉機構により発現することが示された。この結果は実験で観測された3倍周期CDWと整合する。得られた結果は銅酸化物YBCOにおける結果と類似性があることが分かった。また、3次元的な3倍周期のボンド秩序が発現するためには、スピン感受率のピークだけではなく、フラットなフェルミ面間の3次元的なネスティングベクトルが重要であることが分かった。

据报道，最近发现的无限层氧化镍Nd1-xSrxNiO2中出现了超导性（x=0.2时超导转变温度15K）。对于Nd1-xSrxNiO2的电子态，Ni的dx2-y2轨道构成费米面，因此它具有与氧化铜类似的结构，但它具有三维结构和由d轨道组成的费米面Nd也出现了，所以它和氧化物有很多区别。据报道，Nd1-xSrxNiO2 (x<0.1) 中出现了大约三倍周期的 CDW。超导相出现在CDW附近，并且超导TC在CDW的量子临界点附近达到最大值，因此预计CDW的量子涨落与Ru的超导机制密切相关。此外，在CDW的量子临界点附近观察到非费米流体输运现象（电阻与T成正比），并且观察到铜酸盐中的反铁磁量子临界点和铁基超导体中的向列量子临界点。与点的关系也很有趣。因此，我们研究了NdNiO2三周期CDW的起源。通过建立三维紧束缚模型并求解密度波方程，表明三维三周期近晶键序是由自旋涨落干涉机制产生的。该结果与实验观察到的三周期CDW一致。发现所得结果与氧化铜 YBCO 的结果相似。此外，我们发现不仅自旋磁化率峰值对于三维三周期键序的出现很重要，而且平面费米面之间的三维嵌套向量也很重要。