2017 Fiscal Year Annual Research Report
Theory for exciton condensation and novel superconductivity induced by interband interaction
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26800198
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
渡部 洋 早稲田大学, 高等研究所, 助教 (50571238)
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2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 分子性導体 / 超伝導 / フィリング制御モット転移 / 変分モンテカルロ法 / 幾何学的フラストレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は、分子性導体κ-(BEDT-TTF)_{2}Xにおける電子・ホールドープ非対称性に関する理論的研究を行った。この物質群ではバンド幅制御モット転移とその周辺での超伝導が長く議論されてきたが、近年、電気二重層トランジスタの技術を用いたフィリング制御モット転移も実験的に可能となり、注目を集めている。そこで本研究では前年度に引き続き、κ-(BEDT-TTF)_{2}Xをモデル化した拡張ハバード模型を用い、フィリングとクーロン相互作用を変化させた際の基底状態の性質を詳細に調べた。その結果、基底状態相図には顕著な電子・ホールドープ非対称性が見られ、ダイマー反強磁性・誘電性電荷秩序・パターンの異なる二種類の３倍周期電荷秩序・超伝導の各相が確認された。ホールドープ側ではダイマー反強磁性相が広く安定化する一方、電子ドープ側では速やかに抑制され、変わって超伝導相が現われる。超伝導対称性は拡張s+d_{x^2-y^2}波であり、三角格子構造に内在する幾何学的フラストレーションを反映した特異なものとなっている。一方、ホールドープ側では準安定状態として銅酸化物高温超伝導と同タイプのd_{xy}波が好まれることが分かった。このような電子・ホールドープ非対称性と超伝導対称性の移り変わりは、フェルミ面とスピン構造因子のドーピング依存性から説明することができる。本研究は、これまでの銅酸化物高温超伝導体とのアナロジーに基づいた理論を越えて、分子性導体研究の新たなステージを切り拓いたと言える。
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