2015 Fiscal Year Annual Research Report
CaV_4O_9型格子ハバード模型における量子臨界現象の研究
| Project/Area Number |
25400357
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
|---|
Principal Investigator |
上田 和夫 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (70114395)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 強相関電子系 / 量子相転移 / 金属絶縁体転移 / ディラック電子 / スピンギャップ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
このプロジェクトの中心テーマはCaV4O9型格子上のハバード模型の金属絶縁体転移を、クラスターを用いた動的平均場近似で研究することにある。動的平均場近似で必要となる不純物問題の解法としては連続時間量子モンテカルロ法を用いた。プラケット内のホッピングパラメータのほうが大きい場合には金属絶縁体転移は一次転移として起きるのに対し、ダイマー側のホッピングの方が大きい側で起きる金属絶縁体転移は連続なリフシッツ転移であることを明らかにした。
クラスターDMFTの手法が整備されたことは軌道縮退系の金属絶縁体転移の議論が可能となったことを意味している。最近再度脚光を浴びているFeSiは特異な半導体として知られているが、それと同様な荷電子配置を持つFeGeはヘリカル秩序を持つ金属磁性体である。当プロジェクトの最終年度は、これまで開発してきた手法を用いて、これらの物質を念頭に、多軌道ハバード模型における金属絶縁体転移に伴う磁性の出現というテーマに取り組んだ。
FeSiおよびFeGeはB20構造をとり単位胞に分子式４個分の原子を含んでいる。フェルミエネルギー近傍の電子状態にはFeの3d電子とSiないしGeのp電子が関与している。われわれはWien2kを用いてバンド計算を実行し、最適ワーニエ軌道でフィッティングすることにより32軌道ハバード模型を構築した。クーロン相互作用と交換相互作用については、DMFTを用いたが、その不純物解法としては二次摂動を用いた。その結果、合理的な範囲にある共通の相互作用定数を用いて、FeSiの基底状態が半導体であるのに対して、FeGeではFeあたり１ボーア程度の磁化を持つ強磁性金属であることが示された。温度を上げると、FeSiは半導体から金属にクロスオーバーしていくのに対し、FeGeでは強磁性金属から常磁性金属へと相転移をすることが無理なく説明された。
|
