d電子系およびf電子系強相関物質における磁性と超伝導

强关联 d 电子和 f 电子材料中的磁性和超导性

基本信息

批准号：
17740215
负责人：
柳瀬陽一
金额：
$ 1.54万
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

まず、コバルト系超伝導の研究を行った。この物質を記述する3軌道ハバードモデルを構成し、摂動論とFLEX近似を併用して、電子相関による異方的超伝導の可能性を調べた。その結果から、スピン三重項超伝導の可能性が高いことを示し、軌道自由度の重要性を指摘した。超伝導に対して軌道自由度が積極的に働くメカニズムを微視的に明らかにしたのは、これが初めての例である。次に、多成分秩序変数の内部構造を調べた。まず、スピン-軌道相互作用を含む多軌道ハバード模型に対する摂動解析を行い、d-ベクトルを決定した。その結果から、有効BCSモデルおよびGinzburg-Landauモデルを導出し、磁場中相図を決定した。Sr2RuO4では並行磁場中で多重伝導転移が起こることが知られている。この問題は長い間未解決であったが、微視的理論の結果に基づいて解析を行った結果、ごく自然に解決された。過去の理論では縮退の破れが十分に大きいことを仮定しており、それが誤りの原因であった。多重超伝導転移と見られたものの正体は非ユニタリー状態からユニタリー状態へのクロスオーバーであり、スピン-軌道相互作用と常磁性効果の競合によるものである。我々は、準古典理論およびGinzburg-Landau理論に基づいてこの現象を解析した。さらに、高温超伝導のエネルギー論を議論した。BCS理論では運動エネルギーは超伝導を抑制するように働く。我々はハバードモデルにFLEX近似を適用した結果から、高温超伝導体では逆に運動エネルギー利得が超伝導を安定化することを示した。この特異な超伝導機構が光学総和則の破れと密接に関係することを明らかにした。

首先，我们进行了钴基超导研究。我们构建了一个三轨道哈伯德模型来描述这种材料，并结合微扰理论和 FLEX 近似研究了由于电子关联而产生各向异性超导的可能性。结果表明自旋三重态超导的可能性很大，并指出了轨道自由度的重要性。这是首次在微观上阐明轨道自由度对超导性主动作用的机制。接下来，我们研究了多分量阶变量的内部结构。首先，我们对多轨道哈伯德模型（包括自旋轨道相互作用）进行了扰动分析，并确定了 d 向量。根据结果，我们推导了有效的BCS模型和Ginzburg-Landau模型，并确定了磁场中的相图。众所周知，Sr2RuO4 在平行磁场中会发生多次传导转变。这个问题很长一段时间没有得到解决，但根据微观理论的结果进行分析，就很自然地解决了。过去的理论假设简并断裂足够大，这是错误的根源。看似多重超导转变实际上是从非酉态到酉态的交叉，这是由于自旋轨道相互作用和顺磁效应之间的竞争造成的。我们基于半经典理论和Ginzburg-Landau理论分析了这一现象。此外，我们还讨论了高温超导的能量学。在BCS理论中，动能起到抑制超导性的作用。我们将 FLEX 近似应用于哈伯德模型，并表明在高温超导体中，动能增益可以稳定超导性。研究表明，这种独特的超导机制与违反光学求和定律密切相关。