2020 Fiscal Year Research-status Report
Dual fermion approach to Mott transition and high-energy spectroscopy of multi-orbital systems
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18K03541
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
田中 新 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (70253052)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | デュアルフェルミオン法 / 強相関電子系 / ハバードモデル / 金属絶縁体転移 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
銅酸化物超伝導体において、擬ギャップ状態、反強磁性揺らぎ、リッフシッツ転移、超伝導状態についてさまざまな議論があるが、未だにそれらの関連については十分に理解されているとは言い難い。この系は遷移金属化合物において典型的な強相関電子系であり、軌道縮退はないが、モット転移近傍の物理を理解する上で本質的に重要である。
本研究では、この問題を明らかにするために、2次元正方格子ハバードモデルについてLanczos厳密対角化法を有効アンダーソンモデルのソルバーとして用いたデュアルフェルミオン法により、有限温度の場合について、スペクトル関数およびフェルミ面のオンサイトクーロン相互作用 U、電子密度n、次近接ホッピング t'依存性について系統的に調べた。
U/t=8でt'=0のときは、ハーフ・フィリング近傍では、モットギャップもしくは擬ギャップが状態密度のフェルミレベル近傍に形成される。この状態は秩序ベクトルQ=(π, π)に対応する反強磁性揺らぎを伴う。ハーフ・フィリングからのnのずれが大きくなると、十分低温で、ギャップもしくは擬ギャップが伴った状態と金属的な状態の共存相へ転移する。さらにnのずれが大きくなると、この共存状態は金属的な状態へ転移する。|t'|を大きくしていくと、t'=0、t'/t=-0.2では擬ギャップ転移とリッフシッツ転移は十分低温で、ほぼ同時に起こるが、t'/t=-0.3では、これらは分離し、リッフシッツ 転移は擬ギャップ転移よりも小さいnで起こる。また、t'/t=-0.2、t'/t=-0.3では、インコメンシュレートな反強磁性揺らぎを伴った擬ギャップ相が出現し、さらに、擬ギャップ転移とリッフシッツ転移の温度およびn依存性はホールドープ型超伝導体での相変化とよく対応している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
新型コロナウイルスの対策に時間を要したため、本研究の目的を達成するために必要なデュアルフェルミオン法のソフトウエアの開発が遅れている。本研究の目的の一つは、軌道縮退のある強相関電子系のモット転移近傍の振る舞いを理解することにあるため、現在用いているデュアルフェルミオン法の計算をするプログラムを1軌道の場合から多軌道系へ拡張する必要があるが、まだ開発は半ばである。しかし、多軌道系の2体グリーン関数の計算方法については、前年度に改良を行い、計算をより高精度かつ安定に行えるよう、準備ができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
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開発が遅れているため、できる限りこれを早く完成させる。具体的な研究対象としては、ペロブスカイト構造のNi酸化物のような金属絶縁体転移を起こす典型的な多軌道系およびトポロジカル絶縁体との関連でも興味を持たれる、非共型な結晶対称性を持つ強相関系の電子状態である。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。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響により、計画されていた国内外の学会への参加、および関連の研究を行っている研究者との議論のための出張が中止になったため。今後も同様の困難があると予想されるため、出張費に用いる予定であった費用については、これをワークステーションの購入のための費用とすることで、有効活用する。
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