2013 Fiscal Year Annual Research Report
量子相転移の物理の革新 ―トポロジカル量子臨界、多重量子臨界と新量子相―
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22340090
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
今田 正俊 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70143542)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三澤 貴宏 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10582687)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 量子臨界現象 / 非フェルミ液体 / トポロジカル相転移 / モット転移 / マージナル量子臨界 |
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| Research Abstract |
系のトポロジー変化によって特徴づけられる量子相転移や、1次相転移の浸み出し効果のあるような、特異な量子臨界点がその周りに引き起こす新奇な量子臨界性（マージナル量子臨界性や多重量子臨界性）の特質を明らかにすることが研究目標である。本年度は以下の4つの課題について研究成果を得た。
１．イリジウム化合物の新奇量子相の可能性を第一原理的に追究した。Na2IrO3でキタエフ型の量子スピン液体が生じる条件と、現実のNa2IrO3が磁気秩序を持つ機構をともに明らかにした。このスピン液体はマヨラナフェルミオンによって記述されることがわかっており、新奇なトポロジカル相として興味深い。
２．ハバード模型の超伝導を前年度に引き続いて吟味し、相分離と関連するマージナル量子臨界点の近傍で、超伝導相が顕著に安定化するという超伝導機構が存在することをより確実なものとした。特に電荷感受率の増大と超伝導秩序の増大の対応関係が明確となった。
３．鉄系の超伝導体の第一原理模型においても磁性の一次転移に伴う電荷のゆらぎが生じ、また連続転移との境界にマージナルな量子臨界点が生じることが示された。この周辺で超伝導が生じており、実験的に観測されている相図との一致も良い。ハバード模型の場合と共通する超伝導機構が存在することが示された。以上より、銅酸化物と鉄系超伝導体に共通して、1次転移及びそれに伴うマージナルな量子臨界点の近傍で電荷感受率が増大することによって、超伝導が安定化されるという機構が普遍的に存在することが明らかとなり、高温超伝導の発現機構の理解が進んだ。
４．次近接相互作用のある三角格子上のハイゼンベルク模型およびハバード模型において、量子スピン液体相が存在し、ギャップのない励起で特徴づけられることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Raman-Scattering Measurements and Theory of the Energy-Momentum Spectrum for Underdoped Bi2Sr2CaCuO8+δ Superconductors: Evidence of an s-Wave Structure for the Pseudogap2013
Author(s)
Shiro Sakai, Sebastien Blanc, Marcello Civelli, Yann Gallais, Maximilien Cazayous, Marie-Aude Measson, Jinsheng Wen, Zhijun Xu, Genda Gu, Giorgio Sangiovanni, Yukitoshi Motome, Karsten Held, Alain Sacuto, Antoine Georges, and Masatoshi Imada
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Journal Title
Phys. Rev. Lett.
Volume: 111
Pages: 107001 (1-5)
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Atomically Resolved Spectroscopic Study of Sr2IrO4: Experiment and Theory2013
Author(s)
Qing Li, Guixin Cao, Satoshi Okamoto, Jieyu Yi, Wenzhi Lin, Brian C. Sales, Jiaqiang Yan, Ryotaro Arita, Jan Kunes, Anton V. Kozhevnikov, Adolfo G. Eguiluz, Masatoshi Imada, Zheng Gai, Minghu Pan, David G. Mandrus
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 3
Pages: 3073 (1-7)
DOI
Peer Reviewed
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