電荷秩序相とディラック電子相の境界での電子相関効果と輸送現象
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19J20677
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
大木 大悟 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 有機導体 / ディラック電子系 / 非一様電荷秩序 |
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| Outline of Research at the Start |
圧力印加により電荷秩序絶縁体相からディラック電子相に相転移をする有機ディラック電子系において近年、実験の測定手段により異なるエネルギーギャップの圧力依存性が観測されていることが明らかとなった。本研究では特に直流電気伝導率、光学伝導率、核磁気共鳴の3つの測定によるギャップの圧力依存性の違いに着目し、実験事実の背後に潜む強相関ディラック電子系の物性を理論的に明らかにする。従来相いれないと思われていた、電子相関とディラック、ワイル系の協力によるエキゾチックな物理の発現は世界中の研究者が期待して挑んでいる課題の１つであり、本研究ではその１つの実現例を示すことができると期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度はまず、有機導体α-(BEDT-TSeF)2I3の絶縁体化機構を、次近接相互作用までを含む拡張ハバードモデルの解析により明らかにした。α-(BEDT-TSeF)2I3はスピン軌道結合（SOC）による小さなギャップがバンド上に存在している。また、絶縁体化の前後で空間反転対称性は保たれているため、類縁物質であるα-(BEDT-TTF)2I3で観測されている電荷秩序とは異なる絶縁体化が生じていると考えられる。本研究では、SOCを考慮した第一原理計算とWannierフィッティングによりtransfer積分値とクーロン相互作用を導出した。構築したモデルをHartree-Fock近似で扱った結果として、絶縁体化前の小さなギャップがFock項の寄与により低温で増強され、実験の傾向を再現することが分かった。また、このギャップの増強は他のディラック電子系で見出されている相互作用誘起の量子スピンホール状態が現れるメカニズムと密接に関係していることを見出した。
本年度はさらに、α-(BEDT-TTF)2I3とα-(BEDT-TSeF)2I3の絶縁体化機構の違いを生む原因解明を目的とした研究を行った。前回の研究と同様に、第一原理計算により両物質のモデルを構築し、物性研により公開されている多変数変分モンテカルロ法プログラム『mVMC』を使用して基底状態の解析を行った。結果として、両物質のtransfer積分値やクーロン相互作用の異方性のわずかな違いによって、α-(BEDT-TTF)2I3では横ストライプ電荷秩序状態が生じ、α-(BEDT-TSeF)2I3では秩序状態がないにもかかわらず、有限の電荷ギャップとスピンギャップが存在する非自明な電子状態が実現していることを見出した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
