2018 Fiscal Year Annual Research Report
Many-band effect in magnetic responses and transport properties
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18H01162
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小形 正男 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (60185501)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
苅宿 俊風 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 研究員 (60711281)
松浦 弘泰 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40596607)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 多バンド効果 / 軌道磁性 / 輸送係数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多バンドの場合のホール係数を調べ、バンド間の寄与がどのように効いてくるのかについて、帯磁率と同様の方法を用いて一般論の開発を行った。まずブロッホ電子の波動関数による電流演算子のバンド間の行列要素を用いて、久保公式によるホール係数の計算を行った。磁場に対する１次摂動によって計算し、最終的な形がゲージ不変性を満たすかどうかチェックした。ただし得られた結果は、かなり複雑であり、単純な物理的描像が得られるかどうか検討している。
ディラック電子の磁化率について実験との比較が可能なアンチペロブスカイト系の解析を進めた。このためグリーン関数による磁化率の数値計算プログラムを、self-consistent Born 近似の範囲で乱れの効果を取り込めるよう整備・拡張した。新しい計算プログラムに基づき、アンチペロブスカイト Sr3PbO の磁化率の温度・キャリア数依存性を求めた。
ある種の物質では、ディラック型の分散が波数空間で連続的につながったノーダルラインが実現していると考えられている。これについて、第一原理計算などを用いて、従来のZ2指数では自明と判定されるが、ディラックノーダルラインを持つ系の例を発見した。これらの物質において、ディラックノーダルラインの通る経路とミラーチャーン数との間に一定の関連性があることを見出した。さらに第一原理計算から得られた有効模型を構築した。
多くのディラック電子系物質において、磁気抵抗が磁場の大きさに比例するという異常な現象が見られている。これに関して、遮蔽されたクーロン相互作用をもつ不純物散乱の場合に第一ボルン近似のもとで磁気抵抗を調べた。高磁場の極限で、ギャップが無い場合は磁気抵抗が磁場に比例するが、ギャップがある場合には磁場に反比例することがわかった。また、低磁場でも磁場に比例する磁気抵抗を示すような現象論的な緩和率を提唱した。
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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
各研究計画について、順調に進んでいる。輸送係数については一通りできたが、まだ検討の余地があると思われる。第一原理計算を用いた研究部分では、いくつかの物質について検討が進められている。ノーダルラインについても、第一原理計算と、それによるモデルを作ることができ、今後はその物性計算に移ることができる。励起子絶縁体に対する理論は、今年度はあまり進まなかったが、来年度に進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、各研究項目について続けるとともに、これまで共同研究がなかったグループとの研究も開始できるか模索する。
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Research Products
(17 results)
