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多軌道自由度を持つ相関電子系の理論的研究

Research Project

Project/Area Number 07J01074
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics 2
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

北 倫子  Osaka University, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2007 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2009: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2008: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2007: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsモット転移 / 軌道自由度 / 非局所揺らぎ / クラスタ動的平均場理論 / 非局所的揺らぎ / 近藤効果 / 量子ドット系
Research Abstract

遷移金属酸化物を中心とした強相関電子系において、超巨大磁気抵抗効果や新しく発見された高温超伝導体等、電子の軌道自由度に起因した多彩な物性が数多く報告され、注目を集めている。本研究では、多軌道自由度を持つ強相関電子系におけるモット転移及びその近傍での振る舞いに注目した。特に、従来中心的に解析されてきた局所的な相関効果に加えて、非局所的な揺らぎの効果について解析を行った。非局所的な揺らぎの効果は、波数に依存した物理量や、磁気・軌道秩序において、しばしば重要な寄与を与えることが知られている。近年の実験技術の急速な進歩により、角度分解光電子分光等の分解能が向上し、小さなエネルギースケールでフェルミ面や状態密度を調べられるようになった。また、軌道秩序等を直接観測する手法も発達している。そのため、多軌道強相関電子系において非局所的な揺らぎの効果まで取り入れた解析の重要性は、今後ますます高まるものと考えられる。
本研究では、非局所的な揺らぎの効果を取り扱うために、クラスタ動的平均場理論を用い、多軌道強相関電子系を記述するミニマムな模型として二軌道ハバード模型の解析を行った。特に、クォーターフィリングにおけるモット転移近傍のスピン・軌道揺らぎについて、フント結合とバンド幅の違いの効果に注目して解析した。その結果、軌道自由度によってエネルギー的に縮退した状態が生じると、そのフラストレーション効果によって、低温まで特定のスピン・軌道に関する相関が発達せず、フェルミ液体的な準粒子状態が安定化されることを明らかにした。同様の振る舞いは、幾何学的フラストレーションを持つ系においても報告されており、遍歴強相関電子系において、基底状態に縮退がある場合の共通した振る舞いであることが期待される。
本研究で得られた結果は、国内外の学会で発表し、また査読誌(雑誌論文、国際会議録)として発表した。

Report

(3 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2010 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Cellular Dynamical Mean Field Study on Two-Orbital Hubbard Model with Different Bandwidths2010

    • Author(s)
      北倫子
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan 79

    • NAID

      10025964729

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatial fluctuations of spin and orbital nature in the two-orbital Hubbard model2009

    • Author(s)
      北倫子
    • Journal Title

      Physical Review B 79

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-Orbital Kondo Effect in Single Quantum Dot System with Plural Electrons2008

    • Author(s)
      北倫子
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan 77

    • NAID

      110006933492

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatial fluctuations in two-orbital Hubbard model

    • Author(s)
      北倫子
    • Journal Title

      Journal of Physics : Conference Series (in press)

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatial fluctuations of spin and orbital in two-orbital Hubbard model : cluster dynamical mean field study

    • Author(s)
      北倫子
    • Journal Title

      Journal of Physics : Conference Series (in press)

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 二次元ハバード模型におけるモット転移:クラスタ動的平均場理論による解析2010

    • Author(s)
      北倫子
    • Organizer
      日本物理学会 第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-20
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 二軌道ババード模型のクラスタ動的平均場理論2009

    • Author(s)
      北倫子
    • Organizer
      日本物理学会 2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2009-09-26
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatial Fluctuations in Two-orbital Hubbard Model2009

    • Author(s)
      北倫子
    • Organizer
      International Conference on Magnetism(ICM 2009)
    • Place of Presentation
      カールスルーエ(ドイツ)
    • Year and Date
      2009-07-28
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 二軌道ハバード模型における非局所的スピン・軌道揺らぎの効果2009

    • Author(s)
      北倫子
    • Organizer
      日本物理学会 第64回年次大会
    • Place of Presentation
      立教学院池袋キャンパス(発表予定)
    • Year and Date
      2009-03-27
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 二軌道ハバード模型における軌道フラストレーションと非局所揺らぎの効果2008

    • Author(s)
      北倫子
    • Organizer
      日本物理学会 2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2008-09-20
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatial Fluctuations of Spin and Orbital in Two-Orbital Hubbard Model : Cluster Dynamical Mean Field Study2008

    • Author(s)
      北倫子
    • Organizer
      International Conference on Low Temperature Physics (LT25)
    • Place of Presentation
      アムステルダム(オランダ)
    • Year and Date
      2008-08-11
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 二軌道ハバード模型のモット転移に対する非局所的スピン・軌道揺らぎの効果II2008

    • Author(s)
      北 倫子
    • Organizer
      日本物理学会 第63回年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2008-03-24
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatial Fluctuations of Spin and Orbital in Two-Orbital Hubbard Model2007

    • Author(s)
      北 倫子
    • Organizer
      International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials (PSM2007)
    • Place of Presentation
      長良川国際会議場
    • Year and Date
      2007-10-29
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 二軌道ハバード模型のモット転移に対する非局所的スピン・軌道揺らぎの効果2007

    • Author(s)
      北 倫子
    • Organizer
      日本物理学会 第62回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2007-09-24
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] A Cluster Dynamical Mean Field Study on Two-Orbital Hubbard Model2007

    • Author(s)
      北 倫子
    • Organizer
      CERC International Symposium 2007
    • Place of Presentation
      秋葉原コンベンションホール
    • Year and Date
      2007-05-22
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2024-03-26  

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