2010 Fiscal Year Annual Research Report
銅酸化物超伝導体における「2ギャップ問題」の変分法およびBdG方程式を用いた研究
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22540359
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
横山 寿敏 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (60212304)
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| Keywords | 超伝導 / 銅酸化物 / 擬ギャップ / 変分法 / 不均一性 |
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| Research Abstract |
銅酸化物の超伝導機構を解明するためには、まず低ドープ領域に出現する擬ギャップの成因を理解することが鍵となる。その手掛かりとして、最近行われたARPESなどの実験[波数空間の(π,0)点近傍で非常に大きなギャップが出現し超伝導ギャップとは無関係(2ギャップ問題)]とSTS/STMの実験[CuO_2面は不均一でギャップの大きさが異なる微視的領域がモザイク状に乱雑に分布]という、それぞれ波数空間と実空間での結果を整合性をもって説明する微視的理論が必要である。本研究では強相関不均一系の電子状態を両空間に渡って調べるため、拡張グッツヴィラー近似によって多体問題を一体化し、ボゴリューボフードゥジャン(BdG)方程式を適用して、様々な乱れが両空間にどのような電子状態を実現するかを系統的に調べる。この方法で不足する局所相関の精確な扱いを変分モンテカルロ(VMC)法により導入して計算の信頼度を上げ、擬ギャップと系の不均一性との関係を明らかにする。本年度は、本計算を実行する前提の知識として、実験で見られるギャップの大きな局所的揺らぎが、どのようなパラメーターの揺らぎに由来するのかを、均一系[拡張されたハバード(t-t'-U)模型]において最適化VMC法を用いて予測した。具体的には以下のパラメーターを変化させて、最適化されたギャップの大きさを調べた:(i)相互作用強度U/t,(ii)対角ホッピングの大きさt'/t,(iii)ドープ率。その結果、銅酸化物超伝導体に該当するパラメーター範囲で、大きな(2倍以上の)ギャップの変動を与え得るパラメーターは、ドープ率だけであることが判明した。局所的な電子密度の揺らぎの原因は、一体ポテンシャルの局所的変動などが考えられる。これらの知見を元に次年度はBdG方程式の計算を進める。
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