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非クラマースΓ3四極子秩序の微視的理論

研究課題

研究課題/領域番号 17J05394
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)
研究機関首都大学東京

研究代表者

山村 諒祐  首都大学東京, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードf電子系 / 希土類化合物 / Pr化合物 / 四極子 / 多極子 / j-j結合
研究実績の概要

PrPb3の格子非整合なΓ3反強四極子秩序を微視的観点から解明するために、前年度の研究に引き続き、Γ7軌道とΓ8軌道で構成される3軌道ハバードモデルに対し、乱雑位相近似の範囲で多極子感受率を計算することにより,Γ3四極子秩序が現れる条件を求めた。
その結果,まず第一に,四極子秩序が現れるには,局在モデルと対応するように,局所基底状態がΓ3非クラマース二重項になっていることが必要条件であることを示した。Γ3二重項が局所基底状態になるような有効電子間相互作用を導入すると,格子非整合なΓ3四極子秩序が四極子密度波状態として自然に現れること、さらに、Γ7軌道とΓ8軌道の混成がその秩序状態を安定化させることを示した。また,f 電子の跳び移り積分と有効相互作用の兼ね合いによって、Γ3四極子以外にも、Γ3十六極子、Γ4磁気多極子が現れることが分かった。四極子密度波の秩序変数 O_2^0 とO_2^2,そして秩序ベクトルqは,跳び移り積分の値によって異なるが、我々は波数空間における多極子密度とネスティングの二つの量を含んだ「多極子ネスティング」の概念を導入することで、それらを理解するにはフェルミ面をqだけシフトさせた際に,フェルミ面上のΓ8軌道密度の大きい領域がΓ7軌道密度の大きい領域と重なることが重要であることが分かった。
今回導入した多極子ネスティングの概念は、多軌道系における各軌道とフェルミ面の寄与を包括した量であり、今後f電子多体系の他の多極子秩序現象の理解にも適用できると期待される。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Microscopic Theory of Γ3 Quadrupole Ordering in Pr Compounds on the Basis of a j-j Coupling Scheme2019

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Yamamura and Takashi Hotta
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 88 号: 3 ページ: 034715-034715

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.034715

    • NAID

      210000135142

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mean-field theory for multipole ordering in f-electron systems on the basis of a j-j coupling scheme2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamura Ryosuke、Hotta Takashi
    • 雑誌名

      Physica B: Condensed Matter

      巻: 536 ページ: 6-11

    • DOI

      10.1016/j.physb.2017.10.090

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Microscopic Theory of Γ3 Quadrupole Ordering in Pr Compounds on the Basis of a j-j Coupling Scheme2019

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Yamamura and Takashi Hotta
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pr化合物における非クラマースΓ3四極子秩序:フェルミ面構造と軌道密度2019

    • 著者名/発表者名
      山村 諒祐、堀田 貴嗣
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] j-j結合描像に基づくPr化合物の四極子秩序状態の解析2018

    • 著者名/発表者名
      山村 諒祐、堀田 貴嗣
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mean-field theory for multipole ordering in f-electron systems on the basis of a j-j coupling scheme2017

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Yamamura and Takashi Hotta
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スピン・軌道相互作用のある7軌道ハバードモデルに基づく多極子秩序状態の解析2017

    • 著者名/発表者名
      山村 諒祐、堀田 貴嗣
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mean-field phase diagram for multipole ordering in f2-electron systems on the basis of a j-j coupling scheme2017

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Yamamura and Takashi Hotta
    • 学会等名
      J-Physics: International Workshop on Multipole Physics and Related Phenomena
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] J-Physics: International Workshop on Multipole Physics and Related Phenomena2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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