2004 Fiscal Year Annual Research Report
低次元強相関系における光励起状態の超高速ダイナミックスの非線型光学による理論研究
| Project/Area Number |
15540312
|
|---|
| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
高橋 聡 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教授 (80212009)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
相原 正樹 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (70091163)
|
|---|
| Keywords | スピンと電荷の自由度の分離 / 低次元強相関電子系 / 光生成された電荷の凝集 |
|---|
| Research Abstract |
「研究計画」で述べたように、1、2次元強相関電子系における、異なるサイト間のクーロン相互作用による光生成された正負の電荷の結合効果、その中でも特に、多光子励起による電荷凝集状態について研究した。異なるサイト間のクーロン相互作用を取り入れた、1、2次元強相関拡張ハバードモデルを用いて、half-filledの場合の多光子励起状態を数値厳密対角化により求め、その性質を調べ、以下のことを明らかにした。2次元系においては、現実的なパラメーター領域において、光生成された正負の電荷(低次元強相関系における正負の電荷は、通常の半導体のそれとはまったく異なる性質をもつため、ホロンおよびダブロンと呼ばれる)が強く結合し、このホロンとダブロンのクラスターが強い反強磁性磁気秩序と共存している、ホロン・ダブロン・クラスター状態が多光子励起により生成される。ホロン・ダブロン・クラスター状態は、直接クーロン相互作用だけではなく、クラスターのまわりのスピン間相互作用によっても安定化されるという、特異な電荷凝集機構をもっている。1次元系においてもホロン・ダブロン・クラスター状態が多光子励起により生成されるが、この状態は、2次元系とは逆に、クラスターのまわりのスピン間相互作用によって不安定化される。このような電荷凝集機構はホロンとダブロンのエキゾチックな性質に由来しており、1次元と2次元系間の電荷凝集機構の違いは、これらの電荷の自由度とスピン自由度の結合の違いに由来している。
この結果をPhysical Review Bに発表した。このようにして、「研究目的」で述べたように、正負の電荷の結合効果を調べることにより、スピンと電荷の結合の様子が明確に見えてくることがわかった。
|
