2014 Fiscal Year Research-status Report
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25400359
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
常次 宏一 東京大学, 物性研究所, 教授 (80197748)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 年裕 独立行政法人理化学研究所, その他部局等, 研究員 (70648683)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 動的相関関数 / モット転移 / 電気伝導度 / 熱伝導度 / 強相関電子系 / 反強磁性秩序 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２６年度は、反強磁性相転移近傍の電気伝導度計算のための４サイトクラスター動的平均場プログラムを完成させ、正方格子ハバード模型に対する計算を実行した。まず、温度低下と共に反強磁性転移が起こり自発交番磁化が発生し、さらなる降温とともに交番磁化が連続的に成長することを確認した。それに伴う電子状態の変化を詳細に調べた。興味深い発見の１つは、反強磁性転移温度以上の常磁性相においても、一電子スペクトル関数の波数依存性に、反強磁性秩序状態においてみられるバンドの折りたたみ効果の前駆的振舞が既に現れていることが観測されたことである。
さらに、クラスター動的平均場法を用いた光学伝導度の計算を正方格子ハバード模型に対して実行し、特に常磁性相における光学伝導度に対する電子間相互作用の頂点補正の寄与を詳細に研究した。その結果、頂点補正は伝導度を測定する光の周波数に敏感に依存し、特に低周波領域とハバードギャップのエネルギー付近において、伝導度を増大させる効果があることを発見した。また、特に直流電気伝導度の温度変化も詳しく調べ、温度低下とともに伝導度が増大するが、反強磁性転移温度より高い温度から減少を始め、反強磁性転移付近で減少が顕著におこることが判った。重要な発見としては頂点補正の効果が正方格子系においては、従来研究した三角格子系と比較すると非常に大きいことである。また、反強磁性転移温度以上で伝導度の抑制される温度領域が頂点補正効果によって大きく広がることも重要な発見である。これらの結果は、スピン揺らぎの波数依存性が電気伝導度に大きな影響を与え、その振舞を検証するためには動的平均場法でクラスターなどの空間相関を直接取り入れるアプローチが必要であることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実施計画において予定していた反強磁性転移の確認としては、実際に正方格子ハバード模型に対して４サイトクラスターを用いた動的平均場法の数値計算を実行して、反強磁性転移温度を決定することができた。また、頂点補正の役割の解明に関しては、同じ正方格子ハバード模型のクラスター動的平均場法の範囲内で、電気伝導度に関係する２粒子グリーン関数の頂点補正を、それに含まれる３個の周波数変数に関して、常磁性領域においてその中の２個のものについては平均を取る近似を行い、スーパーコンピュータを用いた大規模数値計算を実施することによりその定量的な影響を定量的に検討することができた。その結果、以前検証した磁気フラストレーションの大きな三角格子と大きく異なり、頂点補正が電気伝導度の値を大きく変化させることを発見できたことは大きな成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度においては、まず電気伝導度に対する頂点補正効果を低温の反強磁性秩序相において調べ、高温側の常磁性相とどのような相違点があるのかという重要な問題を研究する。そのために、現在開発済みの常磁性相における頂点補正の寄与を取り入れる計算プログラムを拡張して、反強磁性秩序相においてスピン回転対称性と空間並進対称性が部分的に破れている状況に対応するプログラムを完成させる。そのプログラムをスーパーコンピュータ上の大規模並列計算によって実行し、頂点補正の周波数依存性と温度依存性の詳細な解析を行う。特に、頂点補正が大きな場合に、フェルミ面のどの波数部分の関与が大きいかを吟味する。また、反強磁性転移温度近傍の電気伝導度の臨界性を解析して、フラストレーションの大きな三角格子ハバード模型の場合との比較も行う。
さらに、スピン系の熱伝導度に関して並列化用に改良したプログラムを使用して計算を実行し、２次元イジング系を中心として熱伝導度の温度変化に及ぼすフラストレーションの影響を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
研究成果を最終年度に論文にまとめる際に、海外の研究者との意見交換が必要であることが明らかになったため、そのための経費を繰り越す必要が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
海外研究者との意見交換のための海外渡航交通費に充てる。
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