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準周期系における量子臨界性の解明:非摂動的手法による強相関系の理論展開

研究課題

研究課題/領域番号 15J12110
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性II(理論)
研究機関東京工業大学

研究代表者

竹森 那由多  東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2016年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードd電子系 / f電子系 / 数値計算手法開発 / 準結晶
研究実績の概要

私は、最近実験的に見出された準結晶Au51Al34Yb15が示す新しい量子臨界性に刺激され、強相関系の新たな舞台として準結晶系における強相関効果の理論的研究を精力的に進めてきた。この問題は、通常の周期系には見られない格子構造の特異な幾何学的性質と強相関効果を同時に取り扱う必要があることから、これまでにほとんど研究が行われていない難問のひとつである。
私はこの難問に挑戦し、準周期格子を取り上げ、強相関効果を取り扱う理論的枠組みとして非摂動的な手法である実空間動的平均場近似を用いた。各格子点における電子の有効質量のクーロン相互作用依存性およびf電子数のf準位依存性に注目した。その結果、準周期系が局所同型と呼ばれる高い規則性を持つことに起因した電子分布が現れることを示した。特に、温度変化に伴う価数分布の変化は強相関準周期系特有のものであり、価数揺動系の準結晶における観測が今後期待される。
私はさらに研究を深化させ、こうした特異なトポロジーをもつ系においてこれまでの研究では取り扱いが困難であったサイト間相関効果の解析を行う数値計算手法を開発し、それを用いることでさらに新しい量子現象の開拓に取り組んだ。ここでは新しい計算手法として、Dual Fermionの手法を実空間に拡張することを行った。これにより、サイト間相関効果が重要な寄与をしていると考えられる準周期系に現れる低温物性の解明に大きな進展をもたらすことが期待できる。また、この実空間Dual Fermion法は、一般の非一様系の低温物性を解明するための強力な手法であることから、準周期系のみならず周期系における問題にも威力を発揮することで、当該研究領域を超えた多大な波及効果が期待される。例えば、試料表面の効果が重要となるグラフェンのエッジ状態など様々なトポロジーを反映した数値解析など、様々な応用が考えられる。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Huawei Technologies Co. Ltd.(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Intersite electron correlations in a Hubbard model on inhomogeneous lattices2016

    • 著者名/発表者名
      N. Takemori, A. Koga, and H. Hafermann
    • 雑誌名

      Journal of Physics Conference Series

      巻: 683 ページ: 0120401-6

    • DOI

      10.1088/1742-6596/683/1/012040

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Valence Fluctuations and Electric Reconstruction in the Extended Anderson Model on the Two-Dimensional Penrose Lattice2015

    • 著者名/発表者名
      S. Takemura, N. Takemori, and A. Koga
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 91 号: 16 ページ: 0851081-7

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.165114

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 準周期系における強相関効果の理論2015

    • 著者名/発表者名
      竹森那由多, 古賀昌久
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 50 ページ: 543-549

    • NAID

      40020630122

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 準周期ハバード模型におけるサイト間電子相関効果2016

    • 著者名/発表者名
      竹森那由多, 古賀昌久, Hartmut Hafermann
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 準周期系における強相関効果2016

    • 著者名/発表者名
      竹森那由多
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非一様系におけるサイト間相関効果を扱う計算手法開発2015

    • 著者名/発表者名
      竹森那由多
    • 学会等名
      準結晶研究会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2015-12-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] DMFT study of the local correlation effects in quasi-periodic system2015

    • 著者名/発表者名
      Nayuta Takemori, Akihisa Koga and Hartmut Hafermann
    • 学会等名
      TMU International Symposium 2015
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非一様系におけるサイト間相関を扱う計算手法開発と準周期系への適用2015

    • 著者名/発表者名
      竹森那由多, 古賀昌久, Hartmut Hafermann
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Strong electron correlations in a two-dimensional Hubbard model on the Penrose lattice2015

    • 著者名/発表者名
      Nayuta Takemori, Akihisa Koga and Hartmut Hafermann
    • 学会等名
      Aperiodic2015
    • 発表場所
      Brenov Monastery
    • 年月日
      2015-09-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Intersite electron correlaions in quasi-periodic systems2015

    • 著者名/発表者名
      Nayuta Takemori, Akihisa Koga and Hartmut Hafermann
    • 学会等名
      ICM2015
    • 発表場所
      Palau de Congressos de Catalunya
    • 年月日
      2015-07-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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