少数電子・ホール系物質の励起子凝縮状態と超伝導に関する微視理論の展開

少数电子/空穴基材料中激子凝聚态和超导微观理论的发展

基本信息

批准号：
13J02070
负责人：
金子竜也
金额：
$ 1.92万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は励起子絶縁体状態（励起子相）の理論を構築することを目的にしている。今年度は励起子相に対する電子-格子相互作用の効果、及び励起子絶縁体状態における電荷・スピン密度の分布を調べた。また、物質に則して、候補物質であるTa2NiSe5における量子干渉効果や超伝導を発現する高圧下における電子構造なども調べた。詳細は以下の1-4に示す。１．励起子相に対する電子-格子相互作用の効果を変分クラスター近似等を用いて調べた。その結果、電子-格子相互作用が働くと、バンド間クーロン相互作用と協力し合いスピン一重項励起子相を安定化させるが、秩序変数の位相が固定してしまい、固体中の基底状態としては励起子凝縮による超流動性などは難くなることを示唆した。２．励起子相のより現実的な実空間的描像を明示すために、局所的な原子軌道を考慮した強束縛近似に基づく電荷・スピン密度分布を評価した。その結果、原子軌道の形状や空間的な配置によって多極子的な秩序やボンド秩序が実現することを示唆した。３．励起子絶縁体の候補物質であるTa2NiSe5の実験結果を理論的に説明するために、有効模型である三本鎖Hubbard模型において様々な物理量の温度依存性を評価した。具体的には励起子秩序状態における超音波吸収率、核磁気共鳴緩和率、比熱や弾性定数の温度依存性を計算し、それらのほとんどが定性的には実験と整合した結果となることを示した。４．超伝導を示すTa2NiSe5の高圧下の結晶構造に対し密度汎関数理論に基づく電子構造計算を実施した。その結果、物性に有効な電子構造は常圧と変わらない擬一次元構造が重要であり、構造相転移後の低温秩序相においても励起子相が実現できることを示した。これら結果は励起子相の消失が超伝導発現に寄与している可能性を示唆している。

这项研究旨在构建激子绝缘子状态（激子阶段）的理论。今年，我们研究了电子静态相互作用对激子阶段的影响以及激子绝缘子状态中电荷和旋转密度的分布。此外，根据该物质，我们还研究了候选物质TA2Nise5和在高压下表现出超导性的电子结构的量子干扰效应。详细信息如下1-4所示。 1。使用变异簇近似值研究了电子 - 武器相互作用对激子相位的影响。结果，当电子静电相互作用起作用时，它们会与带间库仑相互作用合作以稳定旋转单词激子阶段，但是有序变量的相变固定，这表明由于固体中的基态，由于激子凝结而引起的超流体变得困难。 2。为了清楚地显示出激子相的更现实的实际空间图像，我们根据局部原子轨道考虑了基于坚固的结合近似值的电荷旋转密度分布。结果，已经建议通过原子轨道的形状和空间排列来实现多极和键顺序。 3。对于ta2nise5的实验结果的理论解释，Ta2nise5是激子绝缘子的候选材料，在有效模型，三链的哈驼模型中评估了各种物理量的温度依赖性。具体而言，计算了超声吸收率，核磁共振松弛速率，特异性热和弹性常数的温度依赖性在激子有序状态下，并显示出大多数结果在定性上与实验一致。 4。基于密度功能理论的电子结构计算是对TA2Nise5的晶体结构进行的，TA2Nise5的晶体结构在高压下表现出超导性。结果，结果表明，对于物理性质有效的伪一维结构，作为一种伪一维结构，与大气压力保持相同，即使在结构相变之后的低温相阶相中，也可以实现激子相。这些结果表明，激子相的消失可能有助于超导表达。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Excitonic Bose-Einstein condensation in Ta2NiSe5 above room temperature

DOI：
10.1103/physrevb.90.155116
发表时间：
2014-10-13
期刊：
PHYSICAL REVIEW B
影响因子：
3.7
作者：
Seki, K.;Wakisaka, Y.;Ohta, Y.
通讯作者：
Ohta, Y.

Frustration and magnetic orderings in the triangular-lattice Hubbard model with next-nearest-neighbor hopping

具有次近邻跳跃的三角晶格哈伯德模型中的挫败和磁排序

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Misumi;T. Kaneko;Y. Ohta
通讯作者：
Y. Ohta

励起子密度波状態の安定性に関する理論的研究

激子密度波态稳定性的理论研究

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
金子竜也，太田幸則
通讯作者：
金子竜也，太田幸則

Roles of Hund’s rule coupling in excitonic density wave states

洪德法则耦合在激子密度波态中的作用

DOI：
10.1103/physrevb.90.245144
发表时间：
2014
期刊：
Physical Review B
影响因子：
3.7
作者：
飯田祐己;佐藤将;青木晴善;木村憲彰;Kazuhiro Sano and Yoshiaki Ono;石橋健次，平出丈，谷口淳子，鈴木勝;T. Kaneko and Y. Ohta
通讯作者：
T. Kaneko and Y. Ohta

Order, criticality, and excitations in the extended Falicov-Kimball model.

扩展 Falicov-Kimball 模型中的阶次、临界性和激励