2020 Fiscal Year Annual Research Report
Microscopic theory for multipole ordering and superconductivity in f-electron many-body systems on the basis of a j-j coupling scheme
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16H04017
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
堀田 貴嗣 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (00262163)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
服部 一匡 東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (30456199)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 近藤効果 / 超伝導 / 多極子 / 非クラマース二重項 / 強相関f電子 / 量子臨界点 / マルチバンド / 非フェルミ液体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Γ7とΓ8の3本の伝導電子バンドと混成する7軌道不純物アンダーソンモデルを数値繰り込み群法によって解析し，2チャンネル近藤状態とフェルミ液体状態（近藤一重項か結晶場一重項かは問わない）の間に，φ=(√5+1)/2（黄金数比）として，logφという残留エントロピーで特徴づけられる量子臨界点が現れることを見出した。
また，このモデルについて，局所f電子数n=7から13までの重希土類イオンの場合を徹底的に調べ，n=10のHoイオンに対して，Γ5三重項の場合に，logφという残留エントロピーで特徴づけられる3チャンネル近藤状態が安定的に現れることを発見した。その機構の解明は今後の課題であるが，重希土類系の3チャンネル近藤効果はこれまで知られていなかったことである。
面心立方格子上におけるΓ3四極子秩序について，従来知られていなかったトリプルQ秩序が異方的な四極子間相互作用を適切に扱うことで広い範囲で実現することを理論的に示した。面心立方構造をもつPr系物質としては，PrMgNi4などが見つかっており，今後の実験的研究により，四極子秩序の詳細が明らかになることが期待される。
BiS2系層状超伝導体の超伝導発現機構についてはまだ完全には解明されておらず，スピン揺らぎ機構とフォノン機構の間で議論が続いている。そこで，この系の超伝導機構解明の糸口として，BiS2面内の四回対称性を壊すような一軸性圧力のTcに対する効果を考察した。ここでは，圧力によってBiの6pxと6py軌道の縮退が解けると考える。スピン揺らぎ機構の場合，圧力印加の方向による違いはあるものの，軌道分裂が生じるとTcが上昇することを見出した。一方，フォノン機構の場合は，軌道分裂によってTcが減少する，あるいは，わずかに上昇することを明らかにし，フェルミ面構造，状態密度，有効相互作用の変化などに基づいてこれらの結果を解釈した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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