2016 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical study of the mechanism of high-temperature superconductivity and design of new superconductors based on the electron-correlation mechanism
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26400380
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
柳澤 孝 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 上級主任研究員 (90344217)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷 泉 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (00357774)
伊豫 彰 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 上級主任研究員 (50356523)
竹下 直 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (60292760)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 強相関系 / 高温超伝導 / 多体波動関数 / モンテカルロ法 / 反強磁性 / 弱強相関クロスオーバー / 強相関スピン揺らぎ / クロスオーバー特異性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強相関電子系に対する多体の波動関数を改良して最適化し、世界的に見て最良の波動関数であることを示した。これまで世界中の研究者により色々な多体波動関数が考察されてきたが、我々の波動関数はそれらのどの波動関数よりもエネルギー期待値が下がり、最良の波動関数であることを示した。最適化された波動関数による期待値の計算には、モンテカルロ法を使った。これにより、波動関数の正しい期待値が得られる。この波動関数に基づいて、二次元ハバードモデル及びd-pモデルの基底状態の電子状態を調べた。キャリアーがドープされた系において、電子間相互作用が強くなるに従い、弱相関領域から強相関領域へのクロスオーバーが起こることを示した。すなわち、オンサイトクーロン相互作用Uの関数として見ると、反強磁性相関はUがほぼバンド幅の大きさに等しい時に最大を示し、さらにUが大きくなると減少に転じる。クーロン相互作用Uが大きい領域で反強磁性相関が抑えられるのは、反強磁性によるエネルギーの下がりが1/Uのように小さくなるからである。よりエネルギーを下げるために、反強磁性の相関を壊してホールを動かし、運動エネルギーを得しようとするのである。強相関領域において反強磁性相関が抑えられることにより、強いスピン揺らぎが生じる。この強いスピンゆらぎが高温超伝導を引き起こす。実際、超伝導相関はこの領域において増大することを示した。これより、高温超伝導は弱相関から強相関へのクロスオーバーに伴って起こると言うことができる。クロスオーバーに伴う特異性が超伝導の起源である。このクロスオーバーにともなう特異性の出現は非常に普遍的な現象である。例えば、有名な近藤効果における対数特異性も、弱結合状態から強結合状態へのクロスオーバーにおいて生じるものである。すなわち、強相関ゆらぎによる高温超伝導と近藤効果とは、同じユニバーサリティークラスに属している。
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[Journal Article] Superconductivity in LaBi3 with AuCu3-type structure2016
Author(s)
T. Kinjo, S. Kajino, T. Nishio, K. Kawashima, Y. Yang, I. Hase, T. Yanagisawa, S. Ishida, H. Kito, N. Takeshita, K. Oka, H. Eisaki, Y. Yoshida, A. Iyo
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Journal Title
Superronductor Science and Technology
Volume: 29
Pages: 03LT02-1,5
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Recent Discovery of New Superconductors in AIST2016
Author(s)
A. Iyo, S. Ishida, H. Kito, H. Eisaki, Y. Fujihisa, Y. Goto, K. Oka, K. Kiho, N. Takeshita, I. Hase, T. Yanagisawa, Y. Yoshida, T. Nishio, K. Tokiwa, K. Kawashima
Organizer
!st Asian ICMC-CSSJ 50th Anniversary Conference
Place of Presentation
金沢歌劇座（石川県金沢市）
Year and Date
2016-11-09 – 2016-11-09
Int'l Joint Research / Invited
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[Book] Vortices and Nanostructured Superconductors2017
Author(s)
A. Crisan, T. Yanagisawa, V. Moshalkov, Y. Tanaka, N. Long, C. S. Kien, P. Mele, L, Miu, F. Iaviano, J.Ge
Total Pages
265
Publisher
Springer
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