| 研究課題/領域番号 |
15540333
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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 |
物性Ⅱ
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
小形 正男 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (60185501)
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| 研究分担者 |
横山 寿敏 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (60212304)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2004年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2003年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 高温超伝導 / 変分モンテカルロ法 / 高温展開 / t-Jモデル / 光学総和則 / 時間反転対称性を破る超伝導 / Gutzwiller近似 / 凝集エネルギー / ハバードモデル / グッツウィラー近似 |
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| 研究概要 |
本研究では高温超伝導のモデルに対する新奇な状態を、変分モンテカルロ法という数値的な手法と、解析的な手法を組み合わせて調べることを計画した。とくに単純な平均場近似や弱相関領域での摂動論では取り入れることのできない強相関の効果を、十分考慮することを主要な目的とした。
高温超伝導発現のメカニズムに対して凝縮エネルギーの観点から解析を行った。まず変分モンテカルロ法によって基底状態のエネルギーを評価し、超伝導を持つ状態と持たない状態(正常状態)のエネルギーを比較して、凝縮エネルギーを調べた。その結果、強相関の領域では、運動エネルギーが利得することによって超伝導が発生するという、通常のBCS理論とは逆の結論が得られた。一方弱相関の領域では、通常のBCS理論に戻ることが示された。
またもう1つ別の方法として、FLEX近似により超伝導転移温度以下でのエネルギー利得の微視的なメカニズムを調べ、同様の結論を得た。これは超伝導ギャップが非常に大きい高温超伝導体特有の現象であり、超伝導ギャップが準粒子の繰り込みパラメータを変化させることに起因する。また、この結果が実験的に観測されている光学総和則の破れをよく説明することも示された。
また典型的な強相関電子系のモデルであるt-Jモデルについて、変分モンテカルロ法と相補的な高温展開の手法によって、有限温度での超伝導相関を調べた。この方法では絶対零度への外挿が常に問題になるが、我々は、より高次の次数まで計算を進め、さらに新しい外挿法を組合せることによって低温領域まで精度よく評価することができるようになってきた。その結果、実験と対応するパラメータ領域においてd波超伝導相関が発達することを明らかにし、変分モンテカルロ法による結果を補強した。
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