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第一原理計算と量子多体計算のhybrid法による多バンド系の超伝導機構

Research Project

Project/Area Number 16J01929
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

石塚 淳  新潟大学, 大学院自然科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords鉄系超伝導体 / 強相関効果 / 動的平均場理論 / 軌道揺らぎ / スピン揺らぎ
Outline of Annual Research Achievements

鉄系超伝導体FeSeが、他の鉄系とは異なる温度―圧力相図を示すことで注目を集めている。超伝導転移温度は圧力を印加すると非単調に増大し続け、高圧側の反強磁性量子臨界点近傍で常圧の4倍近い転移温度を示す。本研究では第一原理計算に基づくFeSeのd-p模型に対して、動的平均場理論や乱雑位相近似といった手法を相補的に適用し、磁気・軌道揺らぎと電子状態、超伝導について調べた。まず、常圧のd-p模型に動的平均場理論を適用することで1粒子スペクトルを導出した。d軌道のクーロン相互作用に軌道依存性があるためにxy軌道のスペクトルに第一原理計算との差が生じ、結果として実験の電子状態が説明されることを明らかにした。次に、同様のd-p模型に乱雑位相近似を適用し、スピン・軌道揺らぎと超伝導の圧力依存性について調べた。その際、動的平均場理論で期待される遷移積分の補正を加えることで実験との不整合を解消することに成功した。圧力依存性の結果として、同一サイトのクーロン斥力に由来する反強磁性秩序は一重ドーム構造で安定化するが、サイト間(d-p間)クーロン斥力に由来する軌道秩序は単調に抑制されることを示した。超伝導は二重ドーム構造を示し、高圧側のほうが転移温度が高い。また、これらはnodal-s±波超伝導であることも明らかにした。本研究で得られた結果は実験の相図を良く説明するとともに、比熱測定、STMから予言されるギャップ構造とも良い一致を示している。
鉄系超伝導体FeSeは複雑な電子状態を持ち、かつクーロン相互作用も大きいため、これまで現実的な電子状態と強相関・強結合効果の両方を考慮して超伝導まで議論した研究は数少なかったが、本研究における手法は第一原理計算に基づく強相関・強結合効果を考慮した量子多体計算を可能にしており、鉄系超伝導体の超伝導機構を明らかにする上で重要な計算手法であると期待される。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Hole-s± State Induced by Coexisting Ferro- and Antiferromagnetic and Antiferro-orbital Fluctuations in Iron Pnictides2016

    • Author(s)
      石塚淳,山田武見,柳有起,大野義章
    • Journal Title

      Journal of Physical Society of Japan

      Volume: 85 Issue: 11 Pages: 114709-114709

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.114709

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] t2gの3軌道模型によるタングステンブロンズAxWO3の電子状態II2017

    • Author(s)
      原向日葵,石塚淳,山田武見,大野義章
    • Organizer
      日本物理学会72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] FeSeにおける圧力誘起反強磁性秩序2016

    • Author(s)
      石塚淳,山田武見,柳有起,大野義章
    • Organizer
      日本物理学会新潟支部第43回例会
    • Place of Presentation
      新潟大学(新潟県・新潟市)
    • Year and Date
      2016-12-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] タングステンブロンズAxWO3の軌道秩序と構造相転移の理論2016

    • Author(s)
      原向日葵,石塚淳,山田武見,大野義章
    • Organizer
      日本物理学会新潟支部第43回例会
    • Place of Presentation
      新潟大学(新潟県・新潟市)
    • Year and Date
      2016-12-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] FeSeの磁気・軌道揺らぎに対する圧力効果2016

    • Author(s)
      石塚淳,山田武見,柳有起,大野義章
    • Organizer
      基研研究会「超伝導研究の最先端:多自由度、非平衡、電子相関、トポロジー」
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-10-12
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] t2gの3軌道模型によるタングステンブロンズAxWO3の電子状態2016

    • Author(s)
      原向日葵,石塚淳,山田武見,大野義章
    • Organizer
      日本物理学会71回秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] FeSeの電子状態に対する圧力依存性の理論解析2016

    • Author(s)
      石塚淳,山田武見,柳有起,大野義章
    • Organizer
      日本物理学会71回秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 鉄系超伝導体における磁気揺らぎと軌道揺らぎの協力と競合―FeSeの圧力相図2016

    • Author(s)
      大野義章,石塚淳,山田武見
    • Organizer
      豊田理研ワークショップ「高温超伝導をめぐる最近の発展と展望」
    • Place of Presentation
      豊田理研(愛知県・長久手市)
    • Year and Date
      2016-07-31
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Electronic state and superconductivity in FeSe: A multi-orbital DMFT study2016

    • Author(s)
      石塚淳,山田武見,柳有起,大野義章
    • Organizer
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      Zhejiang University, China
    • Year and Date
      2016-05-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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