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分子性導体での異方的超伝導と量子相転移の最適化変分モンテカルロ法による研究

研究課題

研究課題/領域番号 18028005
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

横山 寿敏  東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (60212304)

研究分担者 田仲 由喜夫  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40212039)
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
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2007年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードモット転移 / ダブロン-ホロン相関 / 反強磁性 / d波 / ハバードモデル / κ-ET塩 / 三角格子 / 変分モンテカルロ法 / ダブロンーホロン相関
研究概要

分子性結晶物質のκ-ET塩は、狭バンドで相対的に電子相関が強く、反強磁性秩序、モット転移、異方的超伝導といった強相関系で起こる様々な現象が見られる。この物質は異方的三角格子上の単バンドハーフフィリングのハバード模型で、電子的性質がうまく記述できると考えられ、置換基や圧力を変えることで、異方性パラメーターt'やバンド幅(相関強度)U/tを変えられる。最近、等方性のよい化合物で非磁性の超伝導・絶縁体転移が見出されて話題になっている。
本研究では上記モデルに対し、あらゆる相関強度で局所相関効果を厳密に扱うことが可能な変分モンテカルロ法を用いて、基底状態の様々な性質を議論し、このモデルとET塩の物理を総合的に考える。初年度ほ、d波一重項状態の性質を中心に考えた。変分試行関数としてd波対称性のBCS関数に同一サイト相関因子とダブロン-ホロン間の束縛因子を取り入れて計算を行った。後者を導入することにより、非磁性状態で定性的に正しいモット転移の記述ができた。一方、反強磁性は独立な波動関数を用いて考えた。これらの成果を基に、2年目はd波一重項と反強磁性長距離秩序を同時に取り込み、さらに相互作用によるバンドくり込みの効果を直接扱える波動関数と、等方的パラメーター領域で優位性が高い120度スピン構造をもった反強磁性状態の計算をそれぞれ行った。その結果、大きなU/t(>8)のときt'/tがかなり大きな値(〜0.9)まで、通常の反強磁性秩序相が占め、等方点(t'/t=1)近傍からt'/tが1.6程度までは120度反強磁性状態が安定化することが判った。一軸的対称性を好む時間反転対称性の破れたd+d波やd+id波の一重項状態は、さらに対角方向にホッピングが強い場合に現れることが判った。

報告書

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

    (17件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Dominant Antiferromagnetism in the Hubbard model on anisotropic triangular lattices2007

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and .Magnetic Materials. 310

      ページ: 648-650

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum phase transitions in the Hubbard model on the planar pyrochlore lattice2007

    • 著者名/発表者名
      A. Koga, et. al.
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310

      ページ: 867-869

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superconducting states in a two-orbital Hubbard model on a triangular lattices2007

    • 著者名/発表者名
      K. Kobayashi and H. Yokoyama
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310

      ページ: 651-653

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase diagram of half-filled square lattice for frustrated Hubbard model2007

    • 著者名/発表者名
      S. Onari, et. al.
    • 雑誌名

      Physica C 463-465

      ページ: 120-122

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variational Monte Carlo study of pairing symmetry in Sr2RuO42007

    • 著者名/発表者名
      S. Fujita, et. al.
    • 雑誌名

      Physica C 463-465

      ページ: 134-137

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pairing symmetries in Hubbard model on an anisotropic triangular lattice2007

    • 著者名/発表者名
      T. Watanbe, et. al.
    • 雑誌名

      Physica C 463-465

      ページ: 141-145

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved wave functions for Hubbard model: Superconductivity and Mott transition2007

    • 著者名/発表者名
      K. Kobayashi and H. Yokoyama
    • 雑誌名

      Physica C 463-465

      ページ: 152-156

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dominant Antiferromagnetism in the Hubbard model on naisotropic triangular lattices.2007

    • 著者名/発表者名
      T.Watanabe et al.
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310

      ページ: 648-650

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Superconductivity and a Mott transition in a Hubbard model on an anisotropic triangular lattice model.2006

    • 著者名/発表者名
      T.Watanabe et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physcal Society of Japan 75

      ページ: 74707-74707

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Mott Transitions and Superconductivity in half-Filled-Band Hubbard Model on Square Lattice with Geometric Frustration.2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yokoyama et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physcal Society of Japan 75

      ページ: 114706-114706

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of next-nearest-neighbor transfer on superconductivity and antiferromagnetism in two-dimensional t-J model2006

    • 著者名/発表者名
      T.Watanabe et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics and Chemistry of Solids 67

      ページ: 112-116

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Stability of superconductivity and antiferromagnetism in two-dimensional Hubbard model with diagonal transfer2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yokoyama et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics and Chemistry of Solids 67

      ページ: 47-50

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 2次元ボースハバード模型の性質2008

    • 著者名/発表者名
      横山 寿敏
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 2次元ハバード模型における超伝導と反強磁性の関係2008

    • 著者名/発表者名
      小林 憲司
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 変分モンテカルロ法を用いたt-t'-J模型における超伝導と反強磁性の計算2008

    • 著者名/発表者名
      渡辺 努
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] フェルミ系とボース系のモット転移機構2007

    • 著者名/発表者名
      横山 寿敏
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 三角格子ハバード模型におけるサイト間クーロン斥力の効果2007

    • 著者名/発表者名
      渡辺 努
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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