半導体光励起状態における強相関効果

• 研究課題/領域番号: 21740232
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 大橋 琢磨 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (20452419)
• 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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 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: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
• キーワード: 物性理論 / 半導体物性 / 光物性 / 強相関電子系 / 高性能レーザー / 半導体光物性

研究概要

半導体の光励起状態(電子-正孔系)における金属-絶縁体転移(励起子モット転移)や量子凝縮転移は基礎・応用の両面から非常に重要である.このような相転移現象を理論的に正しく理解するためには多体相関効果を適切に取り扱う必要がある.本研究では,動的平均場理論(DMFT)を拡張した方法により,この系の励起子モット転移を理論的に研究した. DMFTは格子フェルミオン系を解析する強力な手法であるが,電子正孔系は励起粒子数が少ないため,格子模型ではなく連続模型による記述が適している.そこで連続模型に対するDMFTを定式化し,厳密対角化法を組み合わせることにより低密度電子正孔系の相図を決定した.

研究成果

• [雑誌論文] Mott Transition in Three-Orbital Hubbard Model with Orbital Splitting (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kita, T. Ohashi, and N. Kawakami
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 84 号: 19
  • DOI: 10.1103/physrevb.84.195130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of conduction electron correlation on heavy-fermion systems (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshida, T. Ohashi and N. Kawakami
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 80 号: 6 ページ: 064710-064710
  • DOI: 10.1143/jpsj.80.064710
  • NAID: 40018844356
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ground state of electron-hole bilayer with density imbalance (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yamashita, K. Asano, and T. Ohashi
  • 雑誌名: Physica status solidi (c) 巻: 8 号: 1 ページ: 177-180
  • DOI: 10.1002/pssc.201000683
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ground State of Electron-Hole Bilayer with Density Imbalance (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Yamashita, K.Asano, T.Ohashi
  • 雑誌名: Physica Status Solidi (c) 巻: 8 ページ: 177-180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure dependence of metallization density in solid atomic hydrogen using dynamical mean field theory (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Shibata, T. Ohashi, T. Ogawa, and R. Kodama
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 82 号: 19
  • DOI: 10.1103/physrevb.82.195123
  • 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] Spatial Fluctuations in Two-Orbital Hubbard Model (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kita, T. Ohashi, and S. Suga
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: Vol.200 号: 1 ページ: 012086-012086
  • DOI: 10.1088/1742-6596/200/1/012086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Condensation in Electron.Hole Bilayers with Density Imbalance (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Yamashita, K. Asano, and T. Ohashi
  • 雑誌名: Journal of the Physics Society of Japan 巻: 79 号: 3 ページ: 033001-033001
  • DOI: 10.1143/jpsj.79.033001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellular Dynamical Mean Field Study on Two-Orbital Hubbard Model with Different Bandwidths (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kita, T. Ohashi, and S. Suga
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 巻: 79 号: 1 ページ: 014713-014713
  • DOI: 10.1143/jpsj.79.014713
  • NAID: 10025964729
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure dependence of metallization density in solid atomic hydrogen using dynamical mean field theory (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Shibata, T.Ohashi, T.Ogawa, R.Kodama
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 82
  • 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, N.Kawakami
  • 雑誌名: Physical Review B : Rapid Communications 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial Fluctuations in Two-Orbital Hubbard Model (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kita, T.Ohashi, S.Suga
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum condensation in electron-hole bilayers with density imbalance (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Yamashita. K.Asano. T.Ohashi
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 79
  • NAID: 40017011715
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellular Dynamical Mean Field Study on Two-Orbital Hubbard Model with Different Bandwidths (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kita, T.Ohashi, S.Suga
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 79
  • NAID: 10025964729
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial fluctuations of spin and orbital nature in two-orbital Hubbard model (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kita, T. Ohashi, and S. Suga
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: Vol.79 号: 24
  • DOI: 10.1103/physrevb.79.245128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial fluctuations of spin and orbital in two-orbital Hubbard model (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kita, T.Ohashi, S.Suga
  • 雑誌名: Physical Review B 245128
  • 査読あり
• [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: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 二次元ハバード模型におけるモット転移の線形化クラスタ動的平均場理論 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上田倫也, 大橋琢磨, 浅野建一, 小川哲生
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [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年年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [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年年次大会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 重い電子系における軌道間相互作用の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田恒也, 大橋琢磨, 川上則雄
  • 学会等名: 日本物理学会2011年年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 重い電子系における軌道間相互作用の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田恒也, 大橋琢磨, 川上則雄
  • 学会等名: 日本物理学会2011年年次大会 新潟大学
  • 発表場所: 新潟大学(新潟)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] クラスタ動的平均場理論を用いたプログラム開発と有限温度モット転移への応用次世代ナノ統合シミュレーションソフトウェアの研究開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大橋琢磨, 桃井勉, 常次宏一, 川上則雄
  • 学会等名: 第5回公開シンポジウム
  • 発表場所: 甲南大学
  • 年月日: 2011-02-23
• [学会発表] クラスタ動的平均場理論を用いたプログラム開発と有限温度モット転移への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大橋琢磨, 桃井勉, 常次宏一, 川上則雄
  • 学会等名: 次世代ナノ統合シミュレーションソフトウェアの研究開発 第5回公開シンポジウム
  • 発表場所: 甲南大学ポートアイランドキャンパス(兵庫)
  • 年月日: 2011-02-23
• [学会発表] 有限温度モット転移に対する幾何学的フラストレーションの効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大橋琢磨
  • 学会等名: フラストレーションが創る新しい物性第6回トピカルミーティング
  • 発表場所: 宮島グランドホテル
  • 年月日: 2010-10-15
• [学会発表] 有限温度モット転移に対する幾何学的フラストレーションの効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大橋琢磨
  • 学会等名: フラストレーションが創る新しい物性第6回トピカルミーティング
  • 発表場所: 宮島グランドホテル 有もと(広島)(招待講演)
  • 年月日: 2010-10-15
• [学会発表] 電子-正孔系の動的平均場理論による解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上田倫也, 大橋琢磨, 浅野建一, 小川哲生
  • 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
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 電子-正孔系の動的平均場理論による解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上田倫也, 大橋琢磨, 浅野建一, 小川哲生
  • 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: 2010-09-25
• [学会発表] 3成分ハバード模型の動的平均場理論による解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大橋琢磨, 稲葉謙介, 浅野建一, 小川哲生, 菅誠一郎
  • 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
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] 結合量子井戸における電子正孔系の基底状態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山下和男, 浅野建一, 大橋琢磨
  • 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
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] 結合量子井戸における電子正孔系の基底状態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山下和男, 浅野建一, 大橋琢磨
  • 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: 2010-09-24
• [学会発表] 3成分ハバード模型の動的平均場理論による解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大橋琢磨, 稲葉謙介, 浅野建一, 小川哲生, 菅誠一郎
  • 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: 2010-09-24
• [学会発表] 連続時間量子モンテカルロ法を用いた拡張周期アンダーソンモデルの解析II (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田恒也, 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
  • 年月日: 2010-09-23
• [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
  • 年月日: 2010-09-23
• [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] 連続時間量子モンテカルロ法を用いた拡張周期アンダーソンモデルの解析II (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田恒也, 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] Orbital-selective Mott transition in multiorbital Hubbard model with orbital degeneracy lifting (2010)
  • 著者名/発表者名: 北倫子, 大橋琢磨, 川上則雄
  • 学会等名: International Conference on Heavy Electrons 2010
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2010-09-19
• [学会発表] Orbital-selective Mott transition in multiorbital Hubbard model with or bital degeneracy lifting (2010)
  • 著者名/発表者名: 北倫子, 大橋琢磨, 川上則雄
  • 学会等名: International Conference on Heavy Electrons 2010
  • 発表場所: 首都大学東京(東京)
  • 年月日: 2010-09-19
• [学会発表] Ground state of electron-hole bilayer with density imbalance (2010)
  • 著者名/発表者名: 山下和男, 浅野建一, 大橋琢磨
  • 学会等名: 9th EXCON Conference, International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed and Nano Materials
  • 発表場所: ブリスベン(オーストラリア)
  • 年月日: 2010-08-14
• [学会発表] 多成分フェルミ粒子系におけるモット転移の動的平均場理論による解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大橋琢磨
  • 学会等名: 半導体における動的相関電子系の光科学2010年度DYCE理論ワークショップ
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2010-08-10
• [学会発表] 多成分フェルミ粒子系におけるモット転移の動的平均場理論による解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大橋琢磨
  • 学会等名: 半導体における動的相関電子系の光科学2010年度DYCE理論ワークショップ
  • 発表場所: 大阪大学(大阪)
  • 年月日: 2010-08-10
• [学会発表] 連続模型に対する動的平均場理論を用いた電子-正孔系の解析III (2010)
  • 著者名/発表者名: 上田倫也, 大橋琢磨, 浅野建一, 小川哲生
  • 学会等名: 日本物理学会2010年年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] 異方的三角およびカゴメ格子における有限温度モット転移 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古川雄大, 大橋琢磨, 小山洋太, 川上則雄
  • 学会等名: 日本物理学会2010年年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] 二次元ハバード模型におけるモット転移:クラスタ動的平均場理論による解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北倫子, 大橋琢磨, 菅誠一郎
  • 学会等名: 日本物理学会2010年年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 密度不均衡のある電子正孔系における量子凝縮 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山下和男, 浅野建一, 大橋琢磨, 小川哲生
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] 異方的カゴメ格子における有限温度モット転移 (2009)
  • 著者名/発表者名: 古川雄大, 大橋琢磨, 小山洋太, 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
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] 密度不均衡のある電子正孔系における最子凝縮 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山下和男、浅野建一、大橋琢磨、小川哲生
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] 連続模型に対する動的平均場理論を用いた電子-正孔系の解析II (2009)
  • 著者名/発表者名: 上田倫也, 大橋琢磨, 浅野建一, 小川哲生
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] フラストレート系における動的帯磁率の動的平均場理論による解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上田倫也, 大橋琢磨
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] 二軌道ハバード模型のクラスタ動的平均場理論 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北倫子, 大橋琢磨, 菅誠一郎
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] 動的クラスタ近似による有限温度モット転移の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大橋琢磨
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] ワラストレート系における動的帯磁率の動的平均場理論による解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上田倫也、大橋琢磨
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] Spatial Fluctuations in Two-Orbital Hubbard Model (2009)
  • 著者名/発表者名: 北倫子, 大橋琢磨, 菅誠一郎
  • 学会等名: The 18th International Conference on Magnetism
  • 発表場所: カールスルーエ(ドイツ)
  • 年月日: 2009-07-28