2016 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 / 強磁性 / 非クラマース系 / 多極子 / 強相関電子系 / 物性理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、重い電子系の磁性や多極子秩序を調べている。
本年度前半では、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対して、変分波動関数を改良し、これまで用いられてきたものよりエネルギーが大幅に改善されることを見出した。改良された波動関数では揺らぎがより取り入れられるために、磁気秩序状態への転移が抑制され常磁性状態の領域が広がり、結果として常磁性領域内で有効質量が大きくなることがわかった。また、本研究で提案した波動関数は比較的簡単なものであるにもかかわらず、エネルギーが大幅に改善されている。これは、周期アンダーソンモデルに対する変分波動関数の改良について１つの指針を与えるものになると考えられる。
本年度後半では、結晶場基底状態が非磁性の二重項（非クラマース二重項）になっている系の多極子相互作用を調べた。多極子の物理については、高次の多極子を持つのに十分大きな自由度を持つ四重項が主に調べられてきた。ただし、大きな自由度というものは高次の多極子を持つための十分条件ではあるが必要条件ではない。もし、結晶場基底状態が一重項ではなく、かつ双極子モーメントを持たない場合には、必然的にその自由度は高次の多極子モーメントで記述される。実際、非クラマース二重項は双極子モーメントを持たず、四極子と八極子の自由度を持つ。
非クラマース二重項を記述する簡単な模型を提案し、摂動論を用いて多極子相互作用を導いた。多極子モーメントは軌道の異方性に起因して本質的に異方的であり、その相互作用は格子構造に大きく依存する。実際、導かれた多極子相互作用は、単純立方格子では四極子相互作用、体心立方格子では八極子相互作用、面心立方格子では四極子と八極子の両方の相互作用であった。また、この様な格子構造と多極子相互作用との対応は、四重項系の場合とも共通する点があることもわかった。
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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波動関数の改良に成功した。
非クラマース系の多極子相互作用について、その傾向を明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
非クラマース系の模型の解析を行う。
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| Causes of Carryover |
主に数値的な計算を行ったため、Mathematicaとパソコンの購入を先送りした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
Mathematicaとパソコンとその周辺機器を購入する。
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