2015 Fiscal Year Research-status Report
変分理論による重い電子状態と磁気秩序状態の競合の研究
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15K05191
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
久保 勝規 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (50391272)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 重い電子系 / リフシッツ転移 / フェルミ面 / 強磁性 / 強相関電子系 / 物性理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、重い電子系を記述する典型的な模型の一つである周期アンダーソンモデルについて、磁気秩序状態や常磁性状態と磁気秩序状態との競合などを調べている。
本年度は、変分モンテカルロ法のプログラムを強磁性状態、反強磁性状態も含めたグッツヴィラー波動関数に対して開発した。そして、正方格子上のモデルについて、電子数やf電子の準位などを変化させて、基底状態の変化を調べた。計算の結果、周期アンダーソンモデルのハーフフィルド (サイトあたりの電子数が2) の近傍では反強磁性状態が、ハーフフィルドから離れると強磁性状態が現れることがわかった。さらにどちらの磁性相内でもフェルミ面の形状の変化するリフシッツ転移が起こることがわかった。これらのリフシッツ転移は、これまでどちらかの磁性相を仮定した理論研究は行われてきたが、本研究ではこれらを同一の枠組みで取り扱うことに成功した。
そして、相転移点でのフェルミ面の形状だけでなく、エネルギーの利得や有効質量の変化なども詳細に調べた。例えば、運動量分布関数の値はf電子の寄与が、フェルミ波数で大きく変わる相とあまり変わらない相が実現していることを見出した。フェルミ波数で大きく変わるのはフェルミ面にf電子が大きく寄与していることを示しており、f電子は遍歴的であるといえる。反対にフェルミ波数であまり変わらない、つまり分布の運動量依存性が弱いということは実空間でよく局在していることを示している。つまりこれらの相の間でf電子の遍歴性・局在性が異なることがわかった。他の物理量の変化についても同様にf電子の遍歴性・局在性の変化として理解できることがわかった。このようなf電子の遍歴性・局在性の変化は強磁性秩序状態・反強磁性秩序状態のどちらでも起こり、磁性相内のリフシッツ転移はどちらの場合でもf電子の遍歴-局在転移として理解できることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
周期アンダーソンモデルに対する変分モンテカルロ法のプログラムを強磁性状態、反強磁性状態も含めたグッツヴィラー波動関数に対して開発し、この系におけるリフシッツ転移の性質などを明らかにできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
変分波動関数を改良し、磁気秩序状態と常磁性状態との競合などを調べる。
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| Causes of Carryover |
使用している計算機のOSのアップデートに伴い、Fortranコンパイラーの更新を前倒しした。そのために、本年度購入予定であったMathematicaを購入するための予算の約半分を使用し、Mathematicaの購入が出来なくなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
来年度は、Fortranコンパイラー更新に使う予定であった予算と合わせて、Mathematicaを購入する。
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