| 研究課題/領域番号 |
14540320
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
遠山 貴巳 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (70237056)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2003年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2002年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
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| キーワード | 非線形光学応答 / 銅酸化物モット絶縁体 / 光励起状態 / スピン・電荷分離 |
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| 研究概要 |
モント絶縁体の電荷ギャップは強い電子相関により生じる。したがって、半導体に代表されるハンド絶縁体とは本質的に異なる光学応答が期待される。本研究は、モット絶縁体の代表である銅酸化物絶縁体の非線形光学応答やその舞台となる光励起状態の理論的解明を行なうことを目的としており、単一ハンド・ハバード模型およびその有効模型を用いて光励起状態および非線形光学応答を調べる。
二次元モット絶縁体における非線形光学応答を上記の有効模型を用いて数値計算により明らかにした。一次元系とは異なり、光で誘起されたキャリアとその周りに存在するスピン自由度との相互作用が非線形光学応答に対して重要な働きをしていることを示した。
二次元銅酸化物の共鳴二マグノンラマン散乱スペクトルて見られる特異な入射光エネルギー依存性の起源もこのスピン自由度の存在にあることを明らかにした。
次元の違いによる光励起状態の特徴を明らかにするため、吸収スペクトルの温度依存性の計算を行なった。一次元系ではスピン・電荷分離のため、スピン間交換相互作用の大きさ以下の温度領域では顕著な温度変化は示さない。一方、二次元系では、キャリアとその周りに存在するスピン自由度との相互作用が吸収スペクトルの温度変化に対して重要な働きをしていることが分かった。
非線形光学応答には光学許容の状態だけでなく光学禁制の状態も関与する。そこで、一次元ハバード模型に対して、密度行列繰り込み群の手法を用いて光学許容および光学禁制の状態の分布を計算した。最近接格子点間のクーロン相互作用が大きく、エキシトンが形成されるようなパラメータ領域では、格子点内のクーロン相互作用が大きい場合は、光学許容と禁制の状態はほぼ縮退するが、そのクーロン相互作用が小さくなるとその縮退は外れる。現実の銅酸化物絶縁体はその縮退が外れた状況に対応すると考えられる。
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