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強相関電子系における軌道フラストレーションと幾何学的フラストレーションの役割

Research Project

Project/Area Number05J09872
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 原子・分子・量子エレクトロニクス・プラズマ
Research InstitutionOsaka University
Research Fellow 吉岡 匠哉  Osaka University, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed(Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost : ¥2,700,000)
Fiscal Year 2007 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Fiscal Year 2006 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Fiscal Year 2005 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Keywords強相関電子系 / 量子相転移 / 幾何学的フラストレーション / チェッカーボード格子 / 量子・相転移
Research Abstract

近年の物質合成技術の発展により幾何学的フラストレーションをもつ物質が系統的に合成され、フラストレーションの役割に再び大きな注目が集まっている。本年度は幾何学的フラストレーションを持つ系に注目し、スピン・電荷の自由度がもたらす物性を系統的に理解することを目的として研究を行った。特に、幾何学的フラストレーションのあるチェッカーボード格子上の強相関電子系を取り上げ、その基底状態について経路積分繰り込み群法を用いた解析を行った。ここで、電荷の揺らぎを抑制するパラメータとして相互作用U、フラストレーションの大きさを制御するパラメータとして正方格子に対する対角のホッピングt'を導入し、t'-U相図を作成した。その結果、Uが小さい領域において常磁性金属状態、Uが大きく、t'が小さい領域において反強磁性絶縁体状態、t'、Uの値がともに大きい領域においてプラケットシングレット絶縁体状態が実現することが明らかとなった。また、各相の境界はすべて1次の次数であり、最もフラストレーションが大きい場合のモット転移点近傍における金属相において異常な金属状態が実現することが明らかになった。この研究成果は2007年5月にアメリカのヒューストンで開かれたSCES'07 (The International Conference on Strongly Correlated Electron System)において発表した。また、この研究で実現した常磁性金属からプラケットシングレット絶縁体への1次相転移は並進対称性の破れを伴ったモット転移である。

Report

(3results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report

Research Products

(7results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article Presentation

  • [Journal Article] Instability of plaquette valence-bond crystal phase in planar pyrochlore electron system2008

    • Author(s)
      Takuya Yoshioka
    • Journal Title

      Physica B 403

      Pages : 1248-1250

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electron correlations in Hubbard model on the planar pyrochlore lattice2007

    • Author(s)
      Akihisa Koga
    • Journal Title

      Physica C 460-462

      Pages : 1070-1071

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Systematic analysis of the Hubbard model on the checkerboard lattice2007

    • Author(s)
      Takuya Yoshioka
    • Journal Title

      Jarnal of magnetism and magnetic materials 310

      Pages : 873-873

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Quantum phase transitions in the Hubbard model on the planar pyrochlore lattice2007

    • Author(s)
      Akihisa Koga
    • Journal Title

      Jarnal of magnetism and magnetic materials 310

      Pages : 867-867

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Analysis of checkerboard electron system by path-integral renormalization group method2006

    • Author(s)
      Takuya Yoshioka
    • Journal Title

      Physica B 378-380

      Pages : 294-294

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 2次元パイロクロア電子系におけるスピンギャップの計算2007

    • Author(s)
      吉岡匠哉
    • Organizer
      日本物理学会2007年年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2007-09-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Instability of plaquette valence-bond crystal phase in planar pyrochlore electron system2007

    • Author(s)
      吉岡匠哉
    • Organizer
      The International Conference on Strongly Correlated Electron System (SCES'07)
    • Place of Presentation
      GRB Convention Center, Houston, Texas, USA
    • Year and Date
      2007-05-17
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL :

Published : 2005-04-01   Modified : 2016-04-21  

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