| 研究概要 |
1.希薄磁性半導体におけるキャリア誘起強磁性の本質的要素を含む最も簡単な模型である「ミニマル模型」を提案した。ミニマル模型は結晶格子中に局在スピンを持つ磁性不純物をランダムに配置した模型で,伝導キャリアは単一バンド内を運動するとし,キャリアは磁性不純物上にいるとき,静電相互作用による引力ポテンシャルと、キャリアスピンと局在スピンとの間に働く交換相互作用とを感じる。この模型をコヒーレントポテンシャル近似(CPA)を用いて研究した。その結果,弱結合領域と強結合領域での振る舞いに大きな違いが存在することが分かった。弱結合領域では,キャリア密度の広い範囲で強磁性が起こりうるが、キュリー温度は高くならない。強結合領域では,不純物バンドが形成され,不純物バンド内の状態では、2重交換相互作用による強磁性発現と同じメカニズムが働く。この結果、キャリア密度が不純物濃度以下の範囲にあるときしか強磁性が実現せず,またキュリー温度は弱結合領域より高くなるが,相互作用をいくら強くしてもキュリー温度は一定値に飽和する。
さらに、電気伝導度を様々なパラメタに対して計算し,光学伝導度に関しては,不純物濃度の増加にともなうDrudeピークの消失と不純物バンドへの励起によるピークの生成など,実験と定性的に一致する結果を得た。一方直流伝導度については、パラメタの変化による多彩な温度変化の可能性が示されたが,実験結果を再現するような結果は得られなかった。
2.不純物とキャリア間の引力のポテンシャルレンジの影響を,有限クラスターを対角化する方法により研究し,ポテンシャルレンジが大きくなると不純物バンドの幅が増大する結果を得た。これは長距離ポテンシャルが,高いキュリー温度を与える可能性があることを示している。
3.強束縛近似で平坦なバンドを実現する一群の格子構造を提案し,この構造を持つハバード模型上での磁性の発現を数値的方法により研究した。少数系の計算結果により,この系では電子相関の効果により完全強磁性や部分強磁性の起こる可能性が高い事が示唆された。
4.異方的三角格子上でクーロン相互作用するフェルミ粒子系の振る舞いを調べ,様々なタイプの電荷秩序の競合および金属絶縁体転移を議論した。1/3-filling近傍で相関効果により,新しいタイプの液体状態が実現することを見出した。
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