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銅酸化物超伝導体の擬ギャップ状態のバックフロー効果によるモンテカルロ法での研究

Research Project

Project/Area Number 13J03134
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 物性Ⅱ(磁性・金属・低温)(理論)
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

田村 駿  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords銅酸化物超伝導体 / d-p模型 / 超伝導状態 / 反強磁性状態 / 変分モンテカルロ法 / 超伝導 / 擬ギャップ / 交代電流状態 / 銅酸化物 / スピンカレント状態 / 金属-絶縁体転移 / 局在長 / 異方的三角格子ハイゼンベルグ模型
Outline of Annual Research Achievements

銅酸化物超伝導体は、ホールドーピング、電子ドーピング双方をすることが出来、ゼロドープの場合には反強磁性絶縁体でありドーピングにより超伝導が発現すると考えられていた。超伝導転移温度Tcが100Kを超えるのはホールドーピングの場合であり、電子ドーピングの場合には最大でもTcは30K程度である。両者で結晶構造は異なるが、共に銅と酸素から成る2次元面上で超伝導が発現していると考えられている。近年、電子ドープ型の銅酸化物超伝導体は、ゼロドープでも絶縁体ではなく超伝導が発現することが報告された。
我々は、電子ドープ型銅酸化物超伝導体のゼロドープ超伝導を説明するため銅と酸素の軌道を考慮した3バンドのハバード模型(d-p模型)の基底状態を変分モンテカルロ法により調べた。この模型は銅と酸素のサイト間の一体のポテンシャル差Δが小さく、ゼロドープの場合には基底状態が反強磁性絶縁体にならないと考えられており、そのときに超伝導状態が安定化する可能性を調べた。特に、反強磁性とd波の超伝導の試行波動関数によるエネルギーの比較を行った。d-p模型は軌道自由度を持つ系であるため、試行波動関数に含まれる変分パラメータの数が必然的に増える。我々は100万個以上の変分パラメータを導入し、軌道の自由度を十分に取り込んで計算を行った。ハミルトニアンに含まれるパラメータとしては銅サイトと酸素サイト間の跳び移り積分tpdをエネルギーの単位として、Δ、銅サイト上のクーロン斥力Ud、最近接の酸素間の跳び移り積分t’、ドープ率δを考慮する。
結果として、銅酸化物超伝導体で実現していると考えられているパラメータ領域では反強磁性状態の方が超伝導状態に比べてエネルギーが低いことが分かった。つまり、ホールドーピング、電子ドーピング共に実験で超伝導が観測されているドープ率でも反強磁性状態の方がエネルギーが低いという結果になった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2016 2015 2014 2013

All Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 14 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Drude and Superconducting Weights and Mott Transitions in Variation Theory2015

    • Author(s)
      S. Tamura and H. Yokoyama
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 84 Issue: 6 Pages: 064707-064707

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.064707

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effects of diagonal hopping on stability of antiferromagnetic state2015

    • Author(s)
      H. Yokoyama, R. Sato, S. Tamura, M. Ogata
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 65 Pages: 17-20

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2015.05.097

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stability of staggered flux state in d-p model studied using variational Monte Carlo method2015

    • Author(s)
      S. Tamura, H. Yokoyama
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 65 Pages: 1-4

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2015.05.092

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Drude and Superconducting Weights and Mott Transitions in Variation Theory2015

    • Author(s)
      S. Tamura and H. Yokoyama
    • Journal Title

      JPSJ

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Variational Approach to Localization Length for Two-Dimensinal Hubbard Model2014

    • Author(s)
      S. Tamura and H. Yokoyama
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 3

    • DOI

      10.7566/jpscp.3.013003

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      2014 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Effect of Diagonal Hopping on Staggered Flux State in Square-Lattice Hubbard Model2014

    • Author(s)
      H. Yokoyama, S. Tamura, and M. Ogata
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 3

    • DOI

      10.7566/jpscp.3.012029

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      2014 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Spin-current state in anisotropic triangular Heisenberg model2014

    • Author(s)
      S. Tamura and H. Yokoyama
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 58 Pages: 10-13

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2014.09.003

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      2014 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Stability of staggered flux state for anisotropic triangular lattice2014

    • Author(s)
      H. Yokoyama, S. Tamura, and T. Watanabe, K. Kobayashi, and M. Ogata
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 58 Pages: 14-17

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2014.09.004

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      2014 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Variational Approach to Localization Length for Two-Dimensinal Hubbard Model2014

    • Author(s)
      田村駿、横山寿敏
    • Journal Title

      JPSJ Supplements

      Volume: (印刷中)

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      2013 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Effect of Diagonal Hopping on Staggered Flux State in Square-Loggice Hubbard Model2014

    • Author(s)
      横山寿敏、田村駿、小形正男
    • Journal Title

      JPSJ Supplements

      Volume: (印刷中)

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      2013 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Spin-current state in anisotropic triangular Heisenberg model2014

    • Author(s)
      田村駿、横山寿敏
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: (印刷中)

    • NAID

      110009754967

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      2013 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Stability of staggered flux state for anisotropic triangular lattice2014

    • Author(s)
      横山寿敏、田村駿、渡邉努、小林憲司
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: (印刷中)

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      2013 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Variational Study of Mott Transition by Means of Drude Weight and Superfluid Density2013

    • Author(s)
      田村駿, 横山寿敏
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 45 Pages: 5-8

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2013.04.038

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      2013 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Variational study of conduction in doped Mott insulator in terms of kinetic energy2013

    • Author(s)
      横山寿敏、田村駿
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 45 Pages: 9-12

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2013.04.039

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      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 変分モンテカルロ法によるd-p模型の磁気秩序状態22016

    • Author(s)
      田村 駿、横山 寿敏
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県、仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-22
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Variational Study of Magnetic Ordered State in d-p Model2015

    • Author(s)
      S. Tamura, H. Yokoyama
    • Organizer
      International Symposium on Superconductivity 2015
    • Place of Presentation
      Hunabori, Tokyo Japan(Tower Hall Funabori)
    • Year and Date
      2015-11-18
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 変分モンテカルロ法によるd-p模型の磁気秩序状態2015

    • Author(s)
      田村 駿、横山 寿敏
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス(大阪府、吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-17
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] d-p模型におけるループカレント状態の変分モンテカルロ法による解析2015

    • Author(s)
      田村 駿、横山 寿敏
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東京都、早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-22
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Stability of Loop-Current on d-p model on the Basis of Variational Monte Carlo Calculations2014

    • Author(s)
      田村 駿、横山 寿敏
    • Organizer
      27th International Symposium on Superconductivity
    • Place of Presentation
      東京都、タワーホール船堀
    • Year and Date
      2014-11-27
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 変分モンテカルロ法によるd-p模型におけるループカレント状態2014

    • Author(s)
      田村 駿、横山 寿敏
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      愛知県、中部大学
    • Year and Date
      2014-10-09
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Crossover between BCS superconductor and doped Mott insulator in the two-dimensional Hubbard model2014

    • Author(s)
      Masao Ogata, Hisatoshi Yokoyama, and Shun Tamura
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      Grenoble, France
    • Year and Date
      2014-07-07 – 2014-07-11
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 異方的三角格子ハイゼンベルグ模型におけるスピンカレント状態II2014

    • Author(s)
      田村駿
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2014-03-28
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Spin-current state in anisotropic triangular Heisenberg model2013

    • Author(s)
      田村駿
    • Organizer
      26th International Symposium on Superconductivity
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2013-11-20
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 異方的三角格子ハイゼンベルグ模型におけるスピンカレント状態2013

    • Author(s)
      田村駿
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      2013-09-25
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Variational Approach to Localization Length for Two-Dimensional Hubbard Model2013

    • Author(s)
      田村駿
    • Organizer
      Strongly Correlated Electron Systems 2013
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2013-08-08
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      2013 Annual Research Report
  • [Book] 固体物理2016

    • Author(s)
      横山 寿敏、田村 駿、栂 祐太
    • Total Pages
      11
    • Publisher
      アグネ技術センター
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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