| 研究概要 |
2次元正方格子半充填バンド電子格子系におけるパイエルス相は,電子系のフェルミ面における異なる領域を結びつけるネスティング・波数ベクトルに対応する格子歪みだけを伴ったものが従来知られていたが,本研究では,最低エネルギー状態が,より複雑な歪み構造を伴うマルチモード・バイエルス状態であることを示した。この新しいバイエルス相では,ネスティング・ベクトルだけでなく,それに平行な波数ベクトルに対応する多くのモードが歪みとして実現している。さらに複雑なことには,等価でない歪みパターンが多数存在し,そのどれもが同じ基底状態エネルギーを有することが示された。縮退の度合いについても,数値的な解析から,N×Nのシステムサイズについて2^N程度であることを導いた。マルチモード・バイエルス状態の複雑な構造および縮退は,有限温度でも存続し,歪みパターンによらない転移温度(電子格子結合定数には依存)ですべての歪みモードが同時に消えることが確かめられた。この転移に伴うフォノンのソフト化についても解析が行われ,転移温度より高温側から温度を下げていった場合にも,また歪みの存在している低温側から温度を上げていった場合にも,ネスティング・ベクトルモードの縦波および横波が,ネスティング・ベクトルに平行な他のモードでは横波が転移温度で一斉にソフト化することを見出した。低温側では,フォノンの分散関係が歪みパターンに依存していることが示されこの結果を量子補正に取り入れることによって,異なる歪みパターンの縮退を取り除ける可能性があることを論じた。非線形局在励起に関しては,電子バンドに電子が1個だけ存在する場合の音響ポーラロンの構造およびダイナミクスをシミュレーションによって調べ,音響ポーラロンが安定に存在するために電子格子結合定数が満たすべき条件,ポーラロンの有効質量の異方性,飽和速度等に関する知見を得た。
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