研究課題/領域番号 |
20K14412
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研究種目 |
若手研究
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 (2022-2023) 東京工業大学 (2020-2021) |
研究代表者 |
村上 雄太 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 研究員 (70845289)
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研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
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キーワード | 非平衡物理 / 光誘起相転移 / 非平衡物性 / 強相関電子系 / 秩序相 |
研究開始時の研究の概要 |
近年、超伝導相(SC)などの秩序相を巡り様々な興味深い光誘起現象が報告されている。特に、銅酸化物LESCOや鉄系超伝導体FeSeでは光励起により数ピコ秒の長時間におよびSC相を彷彿させる特異な非平衡状態が観測された。従来の理論ではこれらの現象の解析のため励起後の時間発展を直接追う方法が用いられるが、手法の制限から短時間の計算しか出来ず、現象の十分な理解に至っていない。本研究では、これらの長時間出現する状態をある種の非平衡定常状態と捉え、軌道やフォノン自由度を含むより現実的な有効模型の定常状態の解析を可能にする非平衡グリーン関数法を用いた新手法を開発し、秩序相の光誘起の起源解明と探索を目指す。
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研究実績の概要 |
強い電子間相互作用に由来する絶縁体はMott絶縁体と呼ばれ、電荷キャリアを注入することで、 高温超伝導体をはじめとする様々な興味深い相が出現する。一方、このような絶縁体を光励起することによっても、系のギャップが大きい場合は長寿命の光キャリアが生成されることが知られている。我々は、このような長寿命の光キャリアの存在によって規定される準定常な非平衡の物理に興味があり研究を進めてきた。これまでの研究で、このような準平衡状態を記述する方法の定式化、及び一次元拡張Hubbard模型の数値的および解析的な研究を行ってきた。特に、非平衡状態の波動関数の厳密な波動関数の表式を導出することに成功した。この波動関数は平衡系で有名な小形・斯波状態 と呼ばれる状態の自然な拡張になっており、この波動関数の表式を用いて光ドープ系におけるspin-charge-ηspin分離や、ηペアリング相や特殊な電荷秩序相の出現を予言してきた。我々はより一般の系の解析を進めるため、iTEBDやDMRGといった数値手法の2leg系への拡張を進めた。また、多軌道系の研究も進め、ηペアリング相の拡張としてスピン自由度と軌道自由度を含む特異な超伝導相が出現することを見出した。 また関連して、2次元物質のヘテロ構造におけて定常電場をかけることで誘起される非平衡定常状態の電子相関効果の研究も進めた。光ドープ状態とセットアップは異なるが、キャリアが生成され定常的な状態になるという点は類似しており、原理的には同様の理論的枠組みで記述されることが期待される。我々は励起子自由度に注目した有効理論を用いて遷移金属ダイカルコゲナイトのバイレイヤー系において、バレー自由度を反映した動的な励起子秩序相が出現することを予言した。
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