電子格子結合系に対する時間依存変分モンテカルロ法の開発と光誘起超伝導転移の解明

电子晶格耦合系统瞬态变分蒙特卡罗方法的发展和光致超导转变的阐明

• 批准号: 17J07021
• 负责人: 井戸 康太
• 金额: $ 0.7万
• 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: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J07021/
• 关键词: 強相関電子系; 高温超伝導; 非平衡

本研究課題の目的は、銅酸化物において光照射により超伝導を平衡系では達成できないほど大きく増強させる新しいアプローチを提案すること、および実験で観測されたフォノン励起による光誘起超伝導の機構を理論的に明らかにすることである。以下に本年度の研究実績の概要を述べる。・高強度レーザーを用いた相関電子系における超伝導の制御ホールドープされた二次元Hubbard模型における基底状態および非平衡状態を多変数変分モンテカルロ法を用いて解析した。特に、空間一様なd波超伝導状態とストライプや相分離などの電荷不均一状態の競合について着目した。まず、基底状態におけるそれらの競合について詳しく調べた。その結果、相互作用を大きくすることによって急激に超伝導が強まる空間一様な状態は、強相関領域においては電荷不均一性の発達により基底状態として安定化されないことを明らかにした。続いて非平衡状態の解析を行った。平衡下では実現されない強い超伝導状態は、高強度のレーザーを照射することによって動的に実現できることを示した。この現象は、光による電子の加速が静的に固まった不均一状態を不安定にさせる一方、動的局在という移動積分値が小さくなる効果によってキャリア間に働く有効引力が増大する、という複合的な効果によって起きたものと考えられる。以上の内容は２本の原著論文としてすでに出版されている。・非平衡電子-格子系のための多変数変分モンテカルロ法の開発非平衡電子-格子結合系に適用できるよう多変数変分モンテカルロ法を拡張した。一次元Holstein模型における電子格子相互作用を急激に変化させた時の緩和ダイナミクスへ適用したベンチマーク計算を行った。ベンチマークの結果、電荷相関関数や二重占有度といった物理量の厳密な時間発展を高精度に再現できることがわかった。

该研究主题的目的是提出一种新的方法，该方法可以通过辐射铜氧化物的超导性来提高铜氧化物的超导性，以至于在平衡系统中无法实现，从理论上阐明了由于实验中观察到的声酮激发而导致的照片诱导的超导性的机制。以下是今年研究结果的概述。使用高强度激光器控制相关电子系统中的超导性。使用多变量的蒙特卡洛方法分析了孔掺杂的二维哈驼模型中的基态和非平衡状态。特别是，我们以空间均匀的方式和不均匀的电荷状态（例如条纹和相位分离）的方式关注D波超导状态之间的冲突。首先，我们详细研究了他们在基础状态的竞争。结果，可以发现，由于电荷不均匀性的发展，通过增加相互作用而迅速增加了相互作用的空间均匀状态不会稳定为强相关区域的基态。接下来，对非平衡状态进行分析。已经表明，在平衡下未实现的强大超导状态可以通过辐照高强度激光来动态实现。人们认为，这种现象是由光引起的复杂效应引起的，这是由光引起的静态固化的非均匀状态引起的，而动态定位降低了移动积分值，从而增加了载体之间的有效吸引力。上述内容已经作为两篇原始论文发表。 - 开发用于非平衡电子晶体系统的多变量蒙特卡洛方法的多变量变异蒙特卡洛方法已扩展到适用于非平衡电子静态耦合系统。当一维荷斯坦模型中的电子晶格相互作用迅速改变时，将基准计算应用于松弛动力学。基准结果表明，可以以高精度复制物理量（例如电荷相关函数和双重占用）的确切时间演变。

项目成果

mVMC - Open-source software for many-variable variational Monte Carlo method

• DOI: 10.1016/j.cpc.2018.08.014
• 发表时间: 2017-11
• 期刊: Comput. Phys. Commun.
• 作者: Takahiro Misawa;Satoshi Morita;K. Yoshimi;M. Kawamura;Yuichi Motoyama;Kota Ido;Takahiro Ohgoe;M. Imada;T. Kato

相関電子系への強電場照射による超伝導秩序の増大とその動的安定性

通过强电场照射相关电子系统来提高超导序数及其动态稳定性

• 发表时间: 2017
• 作者: 井戸康太;大越孝洋;今田正俊
• 通讯作者: 今田正俊

汎用量子格子模型ソルバーHΦ ver.2.0の動的性質の解析を中心とした新機能・利用事例の紹介

介绍以通用量子晶格模型求解器 HΦ ver.2.0 的动态特性分析为中心的新功能和使用示例

• 发表时间: 2017
• 作者: 吉見一慶，河村光晶，山地洋平，三澤貴宏，井戸康太;藤堂眞治，川島直輝
• 通讯作者: 藤堂眞治，川島直輝

Competition among various charge-inhomogeneous states and d-wave superconducting state in Hubbard models on square lattices

• DOI: 10.1103/physrevb.97.045138
• 发表时间: 2018-01-22
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Ido, Kota;Ohgoe, Takahiro;Imada, Masatoshi
• 通讯作者: Imada, Masatoshi

Variational Monte Carlo method for fermionic models combined with tensor networks and applications to the hole-doped two-dimensional Hubbard model

结合张量网络的费米子模型变分蒙特卡罗方法及其在空穴掺杂二维哈伯德模型中的应用

• DOI: 10.1103/physrevb.96.085103
• 发表时间: 2017
• 期刊: Phys. Rev. B.
• 作者: Hui-Hai Zhao;Kota Ido;Satoshi Morita;Masatoshi Imada
• 通讯作者: Masatoshi Imada