| 研究概要 |
半充填バンドを持つ2次元電子系のフェルミ面は正方形になる。このため,電子と格子の相互作用がある場合,1次元の場合と同様のパイエルス転移が期待される。この系の基底状態を明らかにする目的で,系のエネルギーを最小にする格子歪みを数値的に求め,歪みのフーリエ解析から,フェルミ面のネスティングベクトルを波数として持つ成分だけでなく,それに平行な波数を持つ成分も共存するマルチモードパイエルス状態が最低エネルギーであることを明らかにした。高温側から温度を下げていくとき,ネスティングベクトル並びにそれに平行な波数を持つすべてのフォノンモードにソフト化が起こることが見出され,低温側の状態と矛盾しないことを確かめた。現実の系で,このようなパイエルス状態が観測可能かどうかを知るためには,理想的な電子格子模型に含まれない効果,例えば異方性や電子相関の影響も考察する必要があり,詳しい数値計算が実施された。異方性が小さい場合には,マルチモードパイエルス状態が最低エネルギー状態として,生き残ることが示された。また,電子間相互作用についても,それが弱い範囲では,マルチモードパイエルス状態が基底状態であり続けるが,電子間相互作用が大きくなると,SDW状態へ1次転移することを示した。電子間相互作用の強い極限では,モデルは反響受精定期なスピンパイエルスモデルに射影される。この場合,スピンー格子相互作用がある程度以上強くなると,2次元でもスピンパイエルス状態が実現するが,その際の歪みパターンはマルチモード・タイプになり,これまで幾つかのグループが予想していたものとは異なるものであることがわかった。マルチモード歪みの特色は,短いボンドが長いボンドに囲まれて,スピンー重項が互いに孤立し,非磁性的な状態が実現することである。SDW状態とスピンパイエルス状態の間の転移は1次転移であり,磁性的には反強磁性から非磁性への転移となる。このように,2次元電子格子系においては,多くの異なる状態がパラメータのわずかな変化によって制御可能であり,有機導体等における複雑な物性を実現する舞台として,幅広い応用の道を開く可能性がある。
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