2015 Fiscal Year Research-status Report
電荷秩序およびスピン転移を示す強相関物質における光誘起量子ダイナミクスの理論
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26400377
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
妹尾 仁嗣 国立研究開発法人理化学研究所, 古崎物性理論研究室, 専任研究員 (30415054)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 電荷秩序 / 光誘起相転移 / スピン転移 / 量子ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、強相関電子系の示す電荷秩序・金属絶縁体転移やスピン転移などの相転移現象を見せる分子性物質群を対象として、短パルスレーザー光照射による光誘起量子ダイナミクス現象の基礎的な理論をボトムアップ的に構築することである。
その中で本年度は前年度に行った三角格子上のスピンレスフェルミオンモデルの量子ダイナミクス計算を拡張し、分子内格子振動との相互作用も加味したモデルに対する数値計算を行った。縦ストライプ型の電荷秩序が実現してるパラメータ範囲では、レーザー光照射によって単調に電荷秩序が融解するのが見られる。一方で、水平ストライプ型の電荷秩序から出発すると、特徴的な時間スケールを経たあと、３倍周期の電荷秩序パターンへと光誘起相転移を起こすことがわかった。これらは分子性物質の光誘起相転移現象の基本的な知見を与えうる。
また、短パルスレーザー照射実験の対象となっている、または今後なる可能性の高い複数の系に対する第一原理計算も進めている。一つは水素結合型分子性導体であり、特異な水素結合自由度が電子状態に与える影響を調べた。精密な第一原理計算によって強束縛モデルの妥当性を初めて確認し、また現在重水素化によって観測されている水素・電荷の協調的な秩序に対する構造安定性を詳細に調べている。この新規物質群は最近実験研究が進展したため本研究計画には予定していなかったが、本研究テーマと密接に関連しており今後も継続して研究する予定である。
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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
本研究の目的である、強相関電子系の示す電荷秩序・金属絶縁体転移やスピン転移などの相転移現象を見せる分子性物質群を対象として、短パルスレーザー光照射による光誘起量子ダイナミクス現象の基礎的な理論をボトムアップ的に構築しguiding principleを提示することに対し、現在までの進捗状況としてはおおむね順調に進展している。
軸となる相互作用する電子系のモデルに対する量子ダイナミクス計算は昨年度に引き続き今年度も確実に進めており、電荷フラストレーション下での光誘起相転移現象における格子振動の役割を明らかにできた。
また新規物質系の第一原理計算によるモデル化も進展しており、今年度はとくに当初計画していなかった系も含めて包括的に進めている。一方で金属錯体系に対する計算は来年度以降へと持ち越しとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策としては、これまでの研究を継続して進展させていきたい。相互作用する電子系のモデルに対する平均場近似による計算を実行し、これまでの厳密対角化の計算結果と比較しつつ、大きなサイズの計算を行うことにより格子構造、不純物効果、ドメイン形成などミクロからマクロへ向かう様子をシミュレーションによって明らかにしていくことを目指す。
また第一原理計算も包括的な視点をもって進めていきたい。従来の電荷秩序系やモット絶縁体系における計算の問題点を洗い出すことによるこれまで得られなかった絶縁体状態の記述を行う。その上で新規の系にこれを適用することのより今後のモデル構築およびその量子ダイナミクス計算を視野に入れている。
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| Causes of Carryover |
研究室の計算機環境の状況を加味し、当初計画していた新しい計算機導入の時期を次年度以降に変更した。また研究成果発表の機会が当初予定より少なくまた次年度には国際会議も予定されているため旅費を次年度に多く使用できるようにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究室の計算機環境と研究の進展具合を加味し、計算機購入の時期を図る。次年度予定されている「光誘起相転移国際会議」に参加し成果発表を行う。また、適宜論文出版費用にて使用する。
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Research Products
(5 results)
