自己エネルギー汎関数理論に基づく種々の低次元強相関系の数値的研究

基于自能泛函理论的各类低维强相关系统数值研究

基本信息

批准号：
10J00958
负责人：
関和弘
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J00958/
关键词：
自己エネルギー汎関数理論変分クラスター近似ハニカム格子金属絶縁体転移ハバード模型励起子絶縁体 BCS-BECクロスオーバー角度分解光電子分光強相関電子系銅酸化物高温超伝導体 d-p模型 Hubbard模型 waterfall現象自己エネルギーフェルミ面

项目摘要

1.電子の分散関係が線形となるディラックコーンに電子相関効果が加わったときの一粒子励起ギャップおよび反強磁性転移の振る舞いを、ハニカム格子ハバード模型に変分クラスター近似(VCA)を適用して解析した。本研究では任意の大きさの電子間相互作用で一粒子励起ギャップが開くという結果を得た。この問題はグラフェンで実現しているとされる線形分散が電子相関効果に対してどの程度強固に存在し続けるかということにつながる重要な問題である。一方でグラフェンでは電子―ホール対称性を持つハニカム格子ババード模型が実現しているとは言えず、本研究の結果とグラフェンでの線形分散の存在を直ちに結びつけることは出来ないことにも留意すべきである。2.擬一次元構造を持つTa2NiSe5は、強く束縛された電子―ホール対(励起子)が自発的に形成しボース凝縮することで絶縁体となる励起子ボース凝縮絶縁体の候補物質である。このことを理論的に検証するには、有限温度における励起子の形成による擬ギャップの存在等、転移温度以上の電子状態を検証する必要がある。そこでVCAを有限温度に拡張し、擬一次拡張Falicov-Kimball模型の一粒子励起スペクトルや秩序変数の温度依存性を詳細に解析した。その結果、励起子の形成により転移温度以上でもギャップが開き、価電子帯トップの分散がフラットになることを計算により再現した。この結果はTa2NiSe5における励起子ボース凝縮絶縁体の実現を支持している。3.二次元スピン非対称Hubbard模型の強相関領域を対象として、スピン液体相に対する幾何学的フラストレーション及びスピン空間における量子揺らぎの抑制(スピン空間におけるIsing異方性)効果を研究し、二次元非対称Hubbard模型の磁気相図を完成させた。量子揺らぎの強い領域から、量子揺らぎの無い古典Ising模型までの磁気相図の繋がりを明らかにした点で意義がある。

1. 我们将变分簇近似（VCA）应用于蜂窝晶格哈伯德模型，研究当电子相关效应添加到狄拉克锥时单粒子激发间隙和反铁磁转变的行为，其中电子色散关系是线性的。。在这项研究中，我们得到了单粒子激发能隙随着任意大小的电子-电子相互作用而打开的结果。这是一个重要的问题，涉及被认为在石墨烯中实现的线性色散对于电子相关效应的持续存在有多强。另一方面，应该指出的是，具有电子-空穴对称性的蜂窝晶格巴巴德模型不能说已经在石墨烯中实现，并且不可能立即将这项研究的结果与线性色散的存在联系起来。石墨烯是的。 2. Ta2NiSe5具有准一维结构，是激子-玻色凝聚绝缘体的候选材料，通过自发形成强束缚电子空穴对（激子）和玻色凝聚而成为绝缘体。为了从理论上验证这一点，需要验证转变温度以上的电子态，例如在有限温度下由于激子的形成而导致的赝能隙的存在。因此，我们将VCA扩展到有限温度，并详细分析了伪一阶扩展Falicov-Kimball模型的单粒子激发谱和阶次参数的温度依赖性。结果，他们计算出，由于激子的形成，即使在转变温度以上，带隙也会打开，并且价带顶部的色散变得平坦。这一结果支持在 Ta2NiSe5 中实现激子-玻色凝聚绝缘体。 3. 针对二维自旋不对称哈伯德模型的强相关区域，研究几何挫败对自旋液相的影响以及自旋空间量子涨落的抑制（自旋空间伊辛各向异性），完成了哈伯德模型的磁相图。其意义在于阐明了强量子涨落区域的磁相图与无量子涨落的经典伊辛模型的联系。