2次元電子格子系におけるパイエルス歪みと非線形局在励起

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14540365
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 小野 嘉之 東邦大学, 理学部, 教授 (30011761)
• Keywords: 2次元パイエルス転移 / ネスティング・ベクトル / 電子格子相互作用 / 非線形局在励起 / 音響ポーラロン / フォノンのソフト化 / マルチモード・パイエルス相 / 枝分かれ構造

Research Abstract

2次元電子格子系のパイエルス転移に関しては,前年度に引き続き,転移に伴うフォノンのソフト化の問題を調べ,前年度の高温側の解析を,歪みの存在する低温側に拡張した。その結果,高温側から転移点に近づけた場合と同様に,ネスティング・ベクトルモードの縦波および横波が,ネスティング・ベクトルに平行な他のモードでは横波が転移温度で一斉にソフト化することを見出した。また,フォノンの分散関係が歪みパターンに依存していることが示され,この結果を量子補正に取り入れることによって,異なる歪みパターンの縮退を取り除ける可能性があることを論じた。さらに,電子間相互作用をハバードモデルで取り入れることにより,マルチモード・パイエルス状態がどのような影響を受けるか解析し,電子間相互作用の強い極限ではパイエルス相が消えて,スピン密度波状態が安定であることを見出した。ネスティング・ベクトルモードだけを考慮した理論では,パイエルス状態とスピン密度波状態の共存を示唆するものも発表されているが,より正しい基底状態であるマルチモード・パイエルス状態で考える限り,一様な相としてのスピン密度波との共存は起こらないことを数値的に示した。
2次元系では基底状態の複雑な構造が完全に解明し切れていないため,非線形局在励起の研究には手がつけられていない。1次元系を拡張して2次元系に近づけた例として,枝分かれ構造をもった準1次元系における音響ポーラロンの振る舞いが調べられ,分岐点が電子にとっての引力ポテンシャルを与えること,分岐点に向かうポーラロンは反射されるか,トラップされるか,あるいは部分的にトラップ,部分的に反射されるかのいずれかであることが示された。どの状況が実現するのかは,衝突前のポーラロンの広がり(幅)によって決まっていることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] 千葉周太郎, 小野嘉之: "Multi-Mode Phonon Softening in Two-Dimensional Electron Lattice System"J.Phys.Soc.Jpn.. 72・8. 1995-1999 (2003)
• [Publications] 千葉周太郎, 小野嘉之: "Phonon Dispersion Relations in Two-Dimensional Electron-Lattice Systems at Non-Zero Temperature"Physica E. (印刷中). (2004)
• [Publications] 濱野哲也, 小野嘉之: "Two-Dimensional Peierls Transition with Multimode Lattice Distortions"Physica E. (印刷中). (2004)