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変分理論による重い電子状態と磁気秩序状態の競合の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K05191
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

久保 勝規  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (50391272)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード重い電子系 / リフシッツ転移 / 変分モンテカルロ法 / 非クラマース二重項 / 超伝導 / 四極子秩序 / 非クラマース系 / 多極子 / 強相関電子系 / 物性理論 / 強磁性 / フェルミ面
研究成果の概要

変分モンテカルロ法を周期アンダーソン模型の強磁性状態、反強磁性状態に適用した。そして、どちらの磁性相内でもリフシッツ転移が起こるが、これはf電子の遍歴-局在転移として理解できることが分かった。また、変分波動関数を改良し、これまで用いられてきたものよりエネルギーが大幅に改善されることを見出した。その結果、常磁性状態の領域が広がり、結果として常磁性領域内で有効質量が大きくなることが分かった。また、非クラマース二重項系の多極子相互作用を調べ、格子構造に大きく依存することがわかった。非クラマース二重項については超伝導も調べ、軌道の異方性に起因したd波超伝導状態が実現することが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

重い電子系の典型的なモデルとして研究されてきた周期アンダーソンモデルは、常磁性状態を仮定すれば確かに重い電子状態が得られるが、磁気秩序状態まで考慮すると有効質量が大きくなる前に磁気秩序を起こしてしまい、重い電子状態が記述できないのではないかという懸念が持たれていた。しかし、本研究によって波動関数を改良することによって、常磁性状態の安定性が増すことがわかり、周期アンダーソンモデルを重い電子系を記述する模型として用いる正当性が示された。これは重い電子系の理論分野における学術的意義は大きい。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Anisotropic Superconductivity Emerging from the Orbital Degrees of Freedom in a Γ3 Non-Kramers Doublet System2018

    • 著者名/発表者名
      Kubo Katsunori
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 7 ページ: 073701-073701

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.073701

    • NAID

      210000134880

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superconductivity in a multiorbital model for the Γ3 crystalline electric field state2018

    • 著者名/発表者名
      Kubo Katsunori
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 8 号: 10 ページ: 101313-101313

    • DOI

      10.1063/1.5042276

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multipole interactions of Γ3 non-Kramers doublet systems on cubic lattices2018

    • 著者名/発表者名
      Kubo Katsunori、Hotta Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 969 ページ: 012096-012096

    • DOI

      10.1088/1742-6596/969/1/012096

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Variational Wavefunction for the Periodic Anderson Model with Onsite Correlation Factors2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kubo and H. Onishi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 86 号: 1 ページ: 013701-013701

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.013701

    • NAID

      40021057621

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Influence of lattice structure on multipole interactions in Γ3 non-Kramers doublet systems2017

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Kubo, Takashi Hotta
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 95 号: 5 ページ: 054425-054425

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.054425

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lifshitz Transitions in Magnetic Phases of the Periodic Anderson Model2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kubo
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 84 号: 9 ページ: 094702-094702

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.094702

    • NAID

      40020588287

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Itinerant-Localized Transitions in Magnetic Phases of the Periodic Anderson Model2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kubo
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 75 ページ: 214-220

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2015.12.027

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Superconductivity in a Multiorbital Model for the Γ3 Crystalline Electric Field State2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kubo
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism (ICM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Superconductivity in an f2 System with the Gamma3 Crystalline Electric Field Ground State2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kubo
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Solid Compounds of Transition Elements (SCTE '18)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非クラマース二重項系の多極子相互作用2017

    • 著者名/発表者名
      久保勝規、堀田貴嗣
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学 (大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Multipole interactions of Gamma3 non-Kramers doublet systems on cubic lattices2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kubo and T. Hotta
    • 学会等名
      Physics of Uranium based Unconventional Superconductors (satellite workshop of J-Physics 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multipole interactions of Gamma3 non-Kramers doublet systems on cubic lattices2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kubo and T. Hotta
    • 学会等名
      28th International Conference on Low Temperature Physics (LT28)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 周期アンダーソンモデルの磁性相におけるリフシッツ転移2016

    • 著者名/発表者名
      久保勝規
    • 学会等名
      TMUシンポジウム「U系およびBiS2系の物理の最近の発展」
    • 発表場所
      首都大学東京 (東京都八王子市)
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 周期アンダーソンモデルに対する変分波動関数の改良2016

    • 著者名/発表者名
      久保勝規、大西弘明
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学 (石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 周期アンダーソンモデルの磁性相におけるリフシッツ転移2015

    • 著者名/発表者名
      久保勝規
    • 学会等名
      琉球物性研究会
    • 発表場所
      琉球大学 (沖縄県中頭郡西原町)
    • 年月日
      2015-11-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Itinerant-Localized Transitions in Magnetic Phases of the Periodic Anderson Model2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kubo
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Barcelona (Spain)
    • 年月日
      2015-07-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 論文リスト

    • URL

      https://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/MatPhysHeavyElements/PersonalPages/kubo/publication.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 論文リスト

    • URL

      http://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/MatPhysHeavyElements/PersonalPages/kubo/publication.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
  • [備考] Publications

    • URL

      http://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/MatPhysHeavyElements/PersonalPages/kubo/publication.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-05-15  

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