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充填スクッテルダイト化合物における動的ヤーンテラー近藤効果と多極子揺らぎ超伝導

研究課題

研究課題/領域番号 18027016
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関首都大学東京 (2007)
独立行政法人日本原子力研究開発機構 (2006)

研究代表者

堀田 貴嗣  首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (00262163)

研究分担者 大西 弘明 (大西 広明)  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究職 (10354903)
久保 勝規  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究職 (50391272)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2007年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードf電子系 / 磁性 / 超伝導 / j-j結合描像 / 充填スクッテルダイト / 多極子 / 近藤効果 / 動的ヤーンテラー効果
研究概要

今年度は,古典電磁気学における多極子展開のアナロジーを利用して,f電子の多極子を一体の電荷・スピン演算子として表現するための一般論を展開し,線形応答理論に基づく多極子感受率の計算から多極子状態を曖昧さなしに決定するスキームを完成させた。具体例として充填スクッテルダイト化合物を取り上げ,7軌道不純物アンダーソン模型に基づいて数値繰り込み群法によって多極子感受率を計算し,重希土類イオンの多極子状態を明らかにした。特に,GdやEuイオンのようにf電子を7つ含む場合,LS結合描像では双極子モーメントしかあり得ないが,現実には四極子モーメントも活性化し,低温物性に影響を与える可能性があることを指摘した。Hoの場合には,八極子モーメントに支配されるエキゾチック磁性状態を見出した。TbとTmに対しては,低温では顕著な多極子モーメントは期待されないが,Dy,Er,Ybの場合は,双極子やより高次の磁気多極子モーメントが支配的になることを見いだした。
また,電子格子系の近藤効果を議論した。特に,電荷密度と結合するホルスタインフォノンの場合,電子格子結合定数gによって,近藤温度T_Kが最大になることを見いだした。まず,gがゼロから増加していくとT_Kは増大するが,これは,クーロン相互作用Uがフォノン媒介の電子問引力U_<ph>によって弱められるからである。そして,U〜U_<ph>では,局所電子状態は4重縮退を持ち,T_Kは最大となる。さらにgを大きくしてU<U_<ph>になると,gの増加とともにT_Kは減りはじめる。つまり,UがU_<ph>によって殆ど打ち消されるあたりで近藤効果は顕著に強められるのである。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Exotic Kondo effects in electron-phonon systems2008

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hotta
    • 雑誌名

      Physica B 403

      ページ: 1371-1372

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multipole State of Heavy Lanthanide Filled Skutterudites2007

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hotta
    • 雑誌名

      Journal of The Physical Society of Japan 76

    • NAID

      110006366834

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced Kondo Effect in an Electron System Dynamically Coupled with Local Optical Phonon2007

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hotta
    • 雑誌名

      Journal of The Physical Society of Japan 76

    • NAID

      110006366851

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Hund's Rule Coupling on SU(4) Spin-Orbital System2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Onishi, Takashi Hotta
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310・1

      ページ: 790-792

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Superconductivity in f-Electron Systems Controlled by Crystalline Electric Fields2007

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

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310・1

      ページ: 572-574

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Spin-orbital gap of multiorbital antiferromagnet with geometrical frustration2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Onishi, Takashi Hotta
    • 雑誌名

      Physical Review B 75・1

      ページ: 14410-14410

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Kondo Effect in an Electron System with Dynamical Jahn-Teller Impurity2007

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hotta
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 76・2

      ページ: 23705-23705

    • NAID

      110006203498

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Quasi-Kondo Phenomenon due to the Dynamical Jahn-Teller Effect2006

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hotta
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 96・19

      ページ: 197201-197201

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Orbital-Controlled Superconductivity in f-Electron Systems2006

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

      Journal of the Physical Society of Japan 75・8

      ページ: 83702-83702

    • NAID

      110004799189

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Exotic Kondo effects in electron-phonon systems2007

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hotta
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • 発表場所
      米国ヒューストン市
    • 年月日
      2007-05-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://ccmpl.Phys.Metro-u.Ac.Jp/ccmp/member/hotta/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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