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多軌道系における励起子凝縮と超伝導の光誘起ダイナミクスの理論

Research Project

Project/Area Number 19J20768
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

藤内 亮  千葉大学, 融合理工学府, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2022-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords非平衡 / 超伝導 / フロッケ理論 / スピン相転移 / 励起子絶縁体
Outline of Research at the Start

近年、時間分解測定法による実験技術の進展によって、光誘起による系の秩序状態の変化が注目を集めている。励起子絶縁体においては、その実証に向けて、候補物質Ta2NiSe5及び1T-TiSe2に対するポンプ・プローブ実験が盛んに行われている。しかし理論的研究は十分になされておらず、実験結果に対する明確な解釈は未だ得られていない。また外場の印加によって平衡状態では発現しない秩序状態へと転移する光誘起相転移現象も注目を集めている。
本研究では、励起子絶縁体の光誘起ダイナミクス及び多軌道系における光誘起相転移の発現可能性を、数値的解析によって理論的に研究し、その解明に取り組む。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、時間発展厳密対角化法を用いて、周期的外場印加下における光誘起相転移現象の理論的研究を展開した。
レーザーなどを利用した周期的外場により、平衡状態とは異なる性質を誘起し、動的に量子相を制御する試みが近年盛んに行われている。本研究では、基底状態において超伝導相と電荷密度波相が縮退することが知られており、超伝導相を議論することができる最も簡単な模型の一つである引力Hubbard模型に対して、Peierls位相を用いて周期的な外場を印加し、強結合領域における超伝導ペア相関関数及び電荷密度相関関数の光誘起ダイナミクスの理論的解析を行った。その結果、振幅が小さい領域では、周期的外場の振動数がクーロン相互作用よりも小さい場合には電荷密度波相関が増強され、振動数がクーロン相互作用よりも大きい場合には超伝導相関が外場の効果により増強されることを明らかにした。また振幅が大きな領域においては、周期的外場を印加した後においても基底状態の性質がより強く系の性質に影響を及ぼし、超伝導相関及び電荷密度波相関の増強・抑制の振動数依存性はより複雑化することを明らかにした。
このような周期的な外場が印加された系では、Floquet理論を用いて有効模型を導出することができる。得られた有効模型を用いて解析を行い、引力Hubbard模型の超伝導ペア相関関数及び電荷密度相関関数の光誘起ダイナミクスの性質を理論的に明らかにした。
また次近接ホッピングによりフラストレート効果が存在する異方的三角格子Hubbard模型に対して、周期的外場を印加し、基底状態で発現する120°秩序及びNeel秩序の相制御を議論した。外場の振動数がクーロン相互作用より大きな領域において、基底状態で発現する120°秩序(Neel秩序)からNeel秩序(120°秩序)に転移するパラメータ領域が存在することを明らかにした。

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

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Light-induced switching of magnetic order in the anisotropic triangular-lattice Hubbard model2021

    • Author(s)
      Hayato Kobayashi, Ryo Fujiuchi, Koudai Sugimoto, Yukinori Ohta
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 103 Issue: 16

    • DOI

      10.1103/physrevb.103.l161106

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Superconductivity and charge density wave under a time-dependent periodic field in the one-dimensional attractive Hubbard model2020

    • Author(s)
      Fujiuchi Ryo、Kaneko Tatsuya、Sugimoto Koudai、Yunoki Seiji、Ohta Yukinori
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 101 Issue: 23 Pages: 235122-235122

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.235122

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Typicality-Based Variational Cluster Approach to Thermodynamic Properties of the Hubbard Model2020

    • Author(s)
      Hisao Nishida、Ryo Fujiuchi、Koudai Sugimoto、Yukinori Ohta
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 89 Issue: 2 Pages: 023702-023702

    • DOI

      10.7566/jpsj.89.023702

    • NAID

      40022155038

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoinduced electron-electron pairing in the extended Falicov-Kimball model2019

    • Author(s)
      Ryo Fujiuchi、Tatsuya Kaneko、Yukinori Ohta、Seiji Yunoki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 100 Issue: 4 Pages: 045121-045121

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.045121

    • NAID

      130008146666

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 拡張ハバード模型における光誘起d波超伝導相関2021

    • Author(s)
      鵜殿美奈, 藤内亮, 杉本高大, 太田幸則
    • Organizer
      日本物理学会第76回年次大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 外場印加による引力Hubbard模型の超伝導-電荷密度波相制御の理論2019

    • Author(s)
      藤内亮
    • Organizer
      日本物理学会2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 異方的三角格子ハバード模型におけるスピン秩序の光誘起相転移2019

    • Author(s)
      小林颯人
    • Organizer
      日本物理学会2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] The light-induced pairing of electrons in the extended Falicov-Kimball model2019

    • Author(s)
      Ryo Fujiuchi
    • Organizer
      New Generation in Strongly Correlated Electrons Systems 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Light-induced pairing correlations in the extended Falicov-Kimball model2019

    • Author(s)
      Ryo Fujiuchi
    • Organizer
      Strongly Correlated Electron Systems 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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