強相関電子系のモット転移と異常量子凝縮相

• 研究課題/領域番号: 21540359
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 川上 則雄 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10169683)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2009年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: モット転移 / 量子凝縮相 / 光格子 / フラストレーション / 量子ゆらぎ / 強相関 / 強相関電子系

研究概要

本研究では、強相関系におけるモット転移近傍に現れる種々の異常現象の理論的な解明を行なった。強相関系として、固体電子系に限らず近年急速に研究が進展している冷却原子系も解析した。特に、多軌道電子系でのモット転移、フラストレート電子系でのモット転移、冷却フェルミ系での量子相転移とクエンチ動力学、ボーズ・フェルミ混合系での新たな多体効果などを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Criteria of off-diagonal long-range order in Bose and Fermi systems based on the Lee-Yang cluster expansion method (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Sakumichi, N. Kawakami and M. Ueda
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: A85 号: 4 ページ: 1-19
  • DOI: 10.1103/physreva.85.043601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Criteria of off-diagonal long-range order in Bose and Fermi systems based on the Lee-Yang cluster expansion method (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Sakumichi, N.Kawakami, M.Ueda
  • 雑誌名: Phys.Rev.A 巻: 85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-Depairing Transition of Attractive Fermi Gases on a Ring Driven by Synthetic Gauge Fields (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Uchino and N. Kawakami
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 85 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1103/physreva.85.013610
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum phases of Bose-Fermi mixtures in optical lattices (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuto Noda, Robert Peters, Norio Kawakami, Thomas
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 273 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1088/1742-6596/273/1/012146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Orbital-selective Mott transition in multiorbital Hubbard model with orbital degeneracy lifting (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kita, T. Ohashi and N. Kawakami
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 80 号: Suppl.A ページ: 1-3
  • DOI: 10.1143/jpsjs.80sa.sa142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamical Mean Field Study of the Kondo Lattice Model with Frustration (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Peters, N.Kawaami, T.Pruschke
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 320 ページ: 1-61
  • DOI: 10.1088/1742-6596/320/1/012057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum phases of Bose-Fermi mixtures in optical lattices (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Noda, R.Peters, N.Kawakami, Th.Pruschke
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 273
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mott transition in the Hubbard model on the anisotropic kagome lattice (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Furukawa, T. Ohashi, Y. Koyama, and N. Kawakami
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 82 号: 16 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1103/physrevb.82.161101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Super fluid Properties of Ultracold Fermionic Atoms in Two-dimensional Optical Lattice (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujihara, A. Koga and N. Kawakami
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: A81 号: 6 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1103/physreva.81.063627
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mott transition in the Hubbard model on the triangular lattice (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshioka, A. Koga and N. Kawakami
  • 雑誌名: Physica Status Solidi 巻: 247 号: 3 ページ: 635-637
  • DOI: 10.1002/pssb.200983020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetically ordered state of cold fermions on a decorated square lattice (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Noda, A. Koga, N. Kawakami and Th. Pruschke
  • 雑誌名: J. Low Temp. Phys 巻: 158 号: 1-2 ページ: 79-84
  • DOI: 10.1007/s10909-009-0042-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Superfluid State of Ultracold Fermions with Attractive Interactions in Two-dimensional Optical Lattices (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujihara, A. Koga, and N. Kawakami
  • 雑誌名: Physica C 巻: 470 ページ: S991-S992
  • DOI: 10.1016/j.physc.2009.12.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetism of cold fermions loaded into a decorated square lattice (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Noda, A.Koga, N.Kawakami, Th.Pruschke
  • 雑誌名: Phys.Rev.A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetism of cold fermions loaded into a decorated square lattice (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Noda, A. Koga, N. Kawakami, T. Pruschke
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: A80 号: 6 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1103/physreva.80.063622
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superfluidity and magnetism in two-dimensional fermionic optical lattice systems (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujihara, A. Koga and N. Kawakami
  • 雑誌名: Physica B : Condensed Matter 巻: 404 号: 19 ページ: 324-3327
  • DOI: 10.1016/j.physb.2009.07.090
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonadiabatic Dynamics of Ultracold Fermions in Optical Superlattices (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Yamamoto, M. Yamashita and N. Kawakami
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ 巻: 78 号: 12 ページ: 123002-123002
  • DOI: 10.1143/jpsj.78.123002
  • NAID: 130005437257
  • ISSN: 0031-9015, 1347-4073
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zero-temperature Phase Diagram of Two Dimensional Hubbard Model (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Inaba, A. Koga, S. Suga and N. Kawakami
  • 雑誌名: J. of Physics : Conference Series 巻: 150 号: 4 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1088/1742-6596/150/4/042066
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trapped ultracold fermions in double-well optical lattices (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Yamamoto, M.Yamashita, N.Kawakami
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 78
  • NAID: 130005437196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superfluidity and magnetism in two-dimensional fermionic optical lattice systems (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Fujihara, A.Koga, N.Kawakami
  • 雑誌名: Physica B : Condensed Matter 404 ページ: 3324-3327
  • 査読あり
• [学会発表] Lee-Yangの量子クラスター展開法による非対角長距離秩序の判定条件 (2012)
  • 著者名/発表者名: 作道直幸, 川上則雄, 上田正仁
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西大学(西宮)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 1次元引力フェルミ気体におけるスピン対破壊転移 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内野瞬, 川上則雄
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西大学(西宮)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] フェルミ粒子集団の衝突における多体量子効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 尾崎順一, 手塚真樹, 川上則雄
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西大学(西宮)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Topological Insulators and Anderson Transisions : A Quantum-Walk Study (2011)
  • 著者名/発表者名: Norio Kawakami
  • 学会等名: International Workshop on Novel Quantum States in Condensed Matter
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] Topological Insulators and Anderson Transisions : A Quantum-Walk Study (2011)
  • 著者名/発表者名: Norio Kawakami
  • 学会等名: International Workshop on Novel Quantum States in Condensed Matter
  • 発表場所: Kyoto, Japan(招待)
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] Time-Evolution of Quantum Particles in One Dimension (2011)
  • 著者名/発表者名: Norio Kawakami
  • 学会等名: International Workshop on Simulation and Manipulation of Quantum Systems for Information Processing
  • 発表場所: Juelich, Germany
  • 年月日: 2011-10-17
• [学会発表] Time-Evolution of Quantum Particles in One Dimension (2011)
  • 著者名/発表者名: Norio Kawakami
  • 学会等名: International Workshop on Simulation and Manipulation of Quantum Systems for Information Processing
  • 発表場所: Juelich, Germany(招待)
  • 年月日: 2011-10-17
• [学会発表] ボースフェルミ光格子混合系における相関効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野田数人, R. Peters, 川上則雄, Th. Pruschke
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 移動するスピン依存トラップによるフェルミ粒子系の衝突と励起 (2011)
  • 著者名/発表者名: 尾崎順一, 手塚真樹, 川上則雄
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 三軌道ハバード模型におけるモット絶縁相とバンド絶縁相 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北倫子, 大橋琢磨, 川上則雄
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Analysis of quantum phases in Bose-Fermi mixtures in optical lattices (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Ozaki, M. Tezuka and N. Kawakami
  • 学会等名: International Conference on Low Temp. Physics
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] Analysis of quantum phases in Bose-Fermi mixtures in optical lattices (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Noda, R.Peters, N.Kawakami, Th.Pruschke
  • 学会等名: Strongly Correlated Electron Systems 2011
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] One-dimensional collision dynamics of fermion clusters (2011)
  • 著者名/発表者名: Junichi Ozaki, Masaki Tezuka, Norio Kawakami
  • 学会等名: The 26th International Conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Beijin, China
  • 年月日: 2011-08-10
• [学会発表] 相関電子系におけるフラストレーションと多軌道効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川上則雄
  • 学会等名: トピカルミーティング「フラストレーションとスピン・電荷・軌道・格子自由度」
  • 発表場所: 彦根ビューホテル彦根市(招待)
  • 年月日: 2011-07-01
• [学会発表] 軌道分裂を有する三軌道ハバード模型におけるモット転移 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北倫子, 大橋琢磨, 川上則雄
  • 学会等名: 日本物理学会2011年春の年会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 変分モンテカルロ法による多軌道ハバードモデルの電子相関効果の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹中裕斗, 鈴木龍太郎, 川上則雄
  • 学会等名: 日本物理学会2011年春の年会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Nonmagnetic Mott Phases in Frustrated Electron Systems (2010)
  • 著者名/発表者名: Norio Kawakami
  • 学会等名: International Workshop on Resonating Valence Bond Physics : Spin Liquids and Beyond
  • 発表場所: Budapest, Hungary
  • 年月日: 2010-10-13
• [学会発表] 光格子ボースフェルミ冷却原子系における多体効果の役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野田数人、川上則雄、R. Peters, T. Pruschke
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪)
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] 一次元光格子中のヘテロ接合界面における冷却フェルミ原子のダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 山本篤史、山下眞、菅誠一郎、川上則雄
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪)
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] 多軌道ハバード模型の軌道依存モット転移における軌道揺らぎの効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北倫子、大橋琢磨、川上則雄
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪)
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Relaxation of frustration and enhanced anisotropy near Mott transition (2010)
  • 著者名/発表者名: Norio Kawakami
  • 学会等名: The 11th German-Japanese Symposium : New Quantum States and Phenomena in Condensed Matter
  • 発表場所: Hiroshima, Japan
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Effects of spatial fluctuations in two-orbital Hubbard model around Mott transition (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kita, T. Ohashi, S. Suga, N. Kawakami
  • 学会等名: Workshop on Emergent Quantum States in Complex Correlated Matters
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 2010-08-24
• [学会発表] Bose-Fermi mixtures in optical lattices : generalized DMFT approach (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Noda, N. Kawakami, R. Peters, T. Pruschke
  • 学会等名: Statistical Physics of Quantum Systems
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2010-08-12
• [学会発表] Mott Transition in Triangular Lattice Systems : Some Implications for Frustrated Organic Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: Norio Kawakami
  • 学会等名: International Conference on Science and Technology of Synthetic Materials 2010
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2010-07-06
• [学会発表] Quantum phases of Bose-Fermi mixtures in optical lattices (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Noda, N. Kawakami, R. Peters, Th. Pruschke
  • 学会等名: Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2010
  • 発表場所: Santa Fe, USA
  • 年月日: 2010-06-28
• [学会発表] 束縛状態を持つ二成分冷却フェルミ気体の熱力学的性質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 作道直幸, 川上則雄, 上田正仁
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大(岡山)
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] フェルミ原子光格子系におけるトラップ中での超流動状態のノイズ相関 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤原祐介, 古賀昌久, 川上則雄
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大(岡山)
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 擬一次元光格子中における冷却フェルミ原子気体の相転移の解析II (2009)
  • 著者名/発表者名: 山本篤史, 山下眞, 川上則雄
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本)
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] DMRG study of ultra cold fermionic atoms in optical lattices (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Yamashita, A. Yamamoto and N. Kawakami
  • 学会等名: Workshop on Matrix Product State Formulation and Density Matrix Re-normalization Group Simulations
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2009-08-12
• [学会発表] DMRG study of ultracold fermionic atoms in optical lattices (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yamashita, A.Yamamoto, N.Kawakami
  • 学会等名: Workshop on Matrix Product State Formulation and Density Matrix Renormalization Group Simulations
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-08-12
• [学会発表] Magnetic transition in the Hubbard model on the triangular lattice (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshioka, A. Koga and N. Kawakami
  • 学会等名: International Symposium on Crystalline Organic Metal, Superconductors and Ferro-magnets
  • 発表場所: Hokkaido, Japan
• [学会発表] Magnetic transition in the Hubbard model on the triangular lattice (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshioka, A. Koga and N. Kawakami
  • 学会等名: Quantum Criticality and Novel Phases 2009
  • 発表場所: Dresden, Germany
• [備考]
  • URL: http://cond.scphys.kyoto-u.ac.jp/