Strongly correlated electron physics emerging from doublon degrees of freedom in fullerides

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K03459
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: Hoshino Shintaro 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (90748394)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: フラーレン / 超伝導 / 強相関電子系 / 多軌道系

Outline of Final Research Achievements

In solids at temperatures below room temperature, the internal degrees of freedom of electrons (charge, spin, and orbital) are entangled, leading to fascinating cooperative phenomena. The focus of this study is on fullerene compounds with orbital degrees of freedom. Based on quantum statistical mechanics, we elucidate the unique electronic states induced by the peculiar interactions among electrons in fullerenes. Furthermore, we extend the theoretical methods developed here to be applicable to general classes of materials with multi-orbital electron systems.

Free Research Field

強相関電子系

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

フラーレン物質に代表される強相関電子系では、電子そのものではなく、相互作用によって電子同士が結合した複合体が発現し、これに起因して様々な興味深い現象が引き起こされる。このような物理は、通常の電子に由来する現象とは質的に異なるものであり、新しい電子物性・機能の開拓につながる可能性がある。さらに、本研究で構築した理論枠組みは他の物質にも適用できるため、今後、この手法を一般の物質群に応用して新規現象を探索することができる。