2010 Fiscal Year Annual Research Report
多極子の秩序と揺らぎがもたらす金属絶縁体転移と超伝導の理論的探求
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21540368
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
椎名 亮輔 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (30326011)
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| Keywords | 電子系 / 多極子 / 伝導電子 / 核スピン / 微細相互作用 / スクッテルダイト / 磁気抵抗 / バンド構造 |
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| Research Abstract |
本年度は、まずPrRu_4P_<12>の1K以下で見られる比熱や磁化の異常について、電荷秩序状態の一副格子における結晶場3重項基底を考慮した解析を行った。Pr核スピンと3重項との超微細相互作用により、核スピン-3重項による新たな多重項が形成され、それが比熱のピーク構造をもたらすことが分かった。磁場効果に関して詳細な計算を行い、これまで謎とされてきた実験結果が定量的に説明されることを示した。
以上の結果を踏まえて、数K程度の低温領域で観測される巨大磁気抵抗効果の機構解明にも取り組んだ。伝導電子に関する輸送方程式を、3重項との交換相互作用による非弾性散乱および交換場によるエネルギーシフトを考慮して定式化した。現実的な交換相互作用の値J～20Kを用いて、実験結果が非常によく再現できることを示した。また、ホール効果の解析も行い、非弾性散乱と交換場の寄与の割合について詳しく議論した。
現在、同種の電荷秩序を示すPrFe_4P_<12>についても解析を進めている。本年度は、この物質の伝導バンドに関して、PrRu_4P_<12>において主要であるP籠の分子軌道バンドに加えて、Feのd軌道を主成分とするバンドを考慮した強結合モデルを導いた。第一原理計算との比較を行い、良い一致を示すことを確認した。
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