2018 Fiscal Year Research-status Report

Dual fermion approach to Mott transition and high-energy spectroscopy of multi-orbital systems

Research Project

Project/Area Number	18K03541
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	田中新広島大学, 先端物質科学研究科, 准教授 (70253052)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2023-03-31
Keywords	自己エネルギーの漸近補正 / デュアルフェルミオン法 / 強相関電子系 / ハバードモデル
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、強相関電子系の電子状態を記述するための理論である、デュアルフェルミオン法という方法を用いて、多軌道系のモット転移近傍での電子状態について議論することを目的としている。本研究は大規模な数値計算を必要としているため、本研究計画の初年度である平成３０年度は、ワークステーションを購入して計算機環境の整備を行なった。また、現在研究で用いているソフトウエアは１軌道の場合にのみデュアルフェルミオン法の計算ができるが、これを多軌道系でも計算を行えるようにプログラム開発を進めた。さらに、これと並行してデュアルフェルミオン法の改良についての議論を行なった。デュアルフェルミオン法は、系に電子-ホール対称性があるときは特に正確であるが、そうでない場合は得られた結果は物理的に満たすべき性質の一部を満たしていないので、十分信頼できる精度があるのかという点で問題がある。現実的な系は普通は電子-ホール対称性をもっていないので、この問題をぜひとも改善し、正確な結果を得たい。その改善策として、筆者は自己エネルギーの漸近的振る舞いを補正する簡便な方法を考案した。この方法を電子-ホール対称性のない系である正方格子上のハバードモデルでホールをドープした場合に適応してみたところ、この問題のない動的クラスター近似などの計算方法による先行研究の結果とよく一致する結果が得られることを確認することができた。また、異方的三角格子上のハバードモデルについても、この方法を用いてその電子状態について議論を行なった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 現在、デュアルフェルミオン法の計算を多軌道系へ適応するためのソフトウエアの開発はかなり進んでいる。また、自己エネルギーの漸近的振る舞いを補正する簡便な方法を開発できたことで、電子-ホール対称性のない系についても正確な結果が得られるようになった。
Strategy for Future Research Activity	今後、デュアルフェルミオン法の計算を多軌道系へ適応するためのソフトウエアの開発をできるだけ早く完成させ、具体的な多軌道系の電子状態の計算を行う。また、これと並行して、デュアルフェルミオン法を用いて光学励起による遷移過程を取り入れたスペクトルの理論計算を展開する。
Causes of Carryover	次年度使用額が生じた理由は、購入したワークステーションの費用が予定より低額であったことと、旅費を他の財源でまかなうことができたためである。今後、出張費および、ノートパソコンの購入に、この費用を用いる予定である。