第一原理計算によるスピン軌道相互作用と電子相関の織りなす物性予測

• 研究課題/領域番号: 24540369
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 立命館大学 (2014); 京都大学 (2012-2013)
• 研究代表者: 池田 浩章 立命館大学, 理工学部, 教授 (90311737)
• 研究分担者: 有田 亮太郎 独立行政法人, 理化学研究所・創発物性科学研究センター, チームリーダー (80332592) ; 鈴木 通人 独立行政法人, 理化学研究所・創発物性科学研究センター, 研究員 (10596547)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 重い電子系超伝導 / 隠れた秩序 / 第一原理計算 / 多極子秩序

研究成果の概要

鉄系超伝導体や重い電子系化合物のように軌道自由度が重要な役割を果たすと考えられる遍歴電子系では、バンド構造が非常に複雑なため、これまで、その電子状態が内包する豊富な物理を正確に読み解くことが非常に困難であった。当該グループでは、開発した計算コードによって、重い電子系のようにスピン軌道相互作用の強い系に対する低エネルギー有効模型を構築することに成功した。また、その模型に基づいて、軌道分解したフェルミ面の計算や磁気揺らぎ・多極子揺らぎの計算を行うことで、これまで純理論的なモデル計算の域を出なかった重い電子系の物理をより具体的に個々の物質の性質を取り込んだ物理へと昇華することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Emergence of Orbital Nematicity in the Tetragonal Phase of BaFe2(As1−xPx)2 (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Iye, M-H. Julien, H. Mayaffre, M. Horvatić, C. Berthier, K. Ishida, H. Ikeda, S. Kasahara,
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 84 号: 4 ページ: 0437051-5
  • DOI: 10.7566/jpsj.84.043705
  • NAID: 210000133500
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Emergent Loop-Nodal s±-Wave Superconductivity in CeCu2Si2: Similarities to the Iron-Based Superconductors (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeda, M.T. Suzuki, R. Arita
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 114 号: 14 ページ: 147003-147003
  • DOI: 10.1103/physrevlett.114.147003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pseudogap formation above the superconducting dome in iron pnictides (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Shimojima, T. Sonobe, W. Malaeb, K. Shinada, A. Chainani, S. Shin, T. Yoshida, S. Ideta, A. Fujimori, et al.
  • 雑誌名: Phys Rev. B 巻: 89 号: 4 ページ: 045101-045101
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.045101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiband superconductivity with unexpected deficiency of nodal quasiparticles in CeCu2Si2 (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Kittaka, Y. Aoki, Y. Shimura, T. Sakakibara, S. Seiro, C. Geibel, F. Steglich, H. Ikeda, and K. Machida
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 112 号: 6 ページ: 067002-067002
  • DOI: 10.1103/physrevlett.112.067002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controllable Rashba Spin-Orbit Interaction in Artificially Engineered Superlattices Involving the Heavy-Fermion Superconductor CeCoIn_5 (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Shimozawa, et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 112 号: 15 ページ: 156404-156404
  • DOI: 10.1103/physrevlett.112.156404
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Direct Observation of Lattice Symmetry Breaking at the Hidden-Order Transition in URu2Si2 (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Tonegawa, S. Kasahara, T. Fukuda, K. Sugimoto, N. Yasuda, Y. Tsuruhara, D. Watanabe, Y. Mizukami, Y. Haga, T. D. Matsuda, E. Yamamoto, Y. Onuki, H. Ikeda, Y. Matsuda, and T. Shibauchi,
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 5 号: 1 ページ: 4188-4188
  • DOI: 10.1038/ncomms5188
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multipole fluctuations of itinerant f electrons and triakontadipole order in URu2Si2 (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeda, M.T. Suzuki, R. Arita, T. Takimoto
  • 雑誌名: Comptes Rendus Physique 巻: 15 号: 7 ページ: 587-598
  • DOI: 10.1016/j.crhy.2014.07.002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fermi surface evolution and d-wave superconductivity in CeCoIn5: Analysis based on LDA plus DMFT method (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya Nomoto, Hiroaki Ikeda
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 90 号: 12 ページ: 125147-125147
  • DOI: 10.1103/physrevb.90.125147
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lifting of xz/yz orbital degeneracy at the structural transition in detwinned FeSe (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Shimojima, Y. Suzuki, T. Sonobe, A. Nakamura, M. Sakano, J. Omachi, K. Yoshioka, M. Kuwata-Gonokami, K. Ono, H. Kumigashira, A. E. Böhmer, F. Hardy, T. Wolf, C. Meingast, H. v. Löhneysen, H. Ikeda, K. Ishizaka
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 90 号: 12 ページ: 121111-121111
  • DOI: 10.1103/physrevb.90.121111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous Fermi surface in FeSe seen by Shubnikov-de Haas oscillation measurements (2014)
  • 著者名/発表者名: Taichi Terashima, Naoki Kikugawa, Andhika Kiswandhi, Eun-Sang Choi, James S. Brooks, Shigeru Kasahara, Tatsuya Watashige, Hiroaki Ikeda, Takasada Shibauchi, Yuji Matsuda, Thomas Wolf, Anna E. Bohmer, Frederic Hardy, Christoph Meingast, Hilbert v. Lohneysen, Michi-To Suzuki, Ryotaro Arita, Shinya Uji
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 90 号: 14 ページ: 144517-144517
  • DOI: 10.1103/physrevb.90.144517
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multipole order and global/site symmetry in the hidden-order phase of URu2Si2 (2014)
  • 著者名/発表者名: M.T. Suzuki, H. Ikeda
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 90 号: 18 ページ: 184407-184407
  • DOI: 10.1103/physrevb.90.184407
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Field-Induced Superconducting Phase of FeSe in the BCS-BEC Crossover (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Kasahara, T. Watashige, T. Hanaguri, Y. Kohsaka, T. Yamashita, Y. Shimoyama, Y. Mizukami, R. Endo, H. Ikeda, K. Aoyama, T. Terashima, S. Uji, T. Wolf, H. v. Loehneysen, T. Shibauchi, Y. Matsuda
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 111 号: 46 ページ: 16309-16313
  • DOI: 10.1073/pnas.1413477111
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pseudogap Formation above the Superconducting Dome in Iron-Pnictides (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Shimojima et al.
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 89 号: 32-33 ページ: 45101-45101
  • DOI: 10.1080/14786435.2014.887861
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropy of the superconducting gap in the iron-based superconductor BaFe2(As1-xPx)2 (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshida, S. Ideta, T. Shimojima, W. Malaeb, H. Suzuki, I. Nishi, A. Fujimori, S. Shin, et al.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 4 号: 1 ページ: 7292-7292
  • DOI: 10.1038/srep07292
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Normal-state spin dynamics in the iron-pnictide superconductors BaFe_2 (A_S<1-x>P_x)_2 and Ba (Fe_<1-x>Co_x)_2AS_2 probed with NMR measurements (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakai, et aL.
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 87 号: 17 ページ: 174507-174507
  • DOI: 10.1103/physrevb.87.174507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Magnetic Criticality and Fermi-Surface Topology on the Magnetic Penetration Depth (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Nomoto, H. Ikeda
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 111 号: 16 ページ: 167001-167001
  • DOI: 10.1103/physrevlett.111.167001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclotron Resonance Study of Quasiparticle Mass and Scattering Rate in the Hidden-Order and Superconducting Phases of URu2Si2 (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Tonegawa, K. Hashimoto, K. Ikada, Y. Tsuruhara, Y.-H. Lin, H. Shishido, Y. Haga, T. D. Matsuda, E. Yamamoto, Y. Onuki, H. Ikeda, Y. Matsuda, and T. Shibauchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 88 号: 24 ページ: 245131-245131
  • DOI: 10.1103/physrevb.88.245131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microscopic theory of the insulating electronic ground states of actinide dioxides AnO2 (An=U, Np, Pu, Am, and Cm) (2013)
  • 著者名/発表者名: M.-T. Suzuki, N. Magnani, and P. M. Oppeneer
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 88 号: 19 ページ: 195146-195160
  • DOI: 10.1103/physrevb.88.195146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous superfluid density in quantum critical superconductors (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hashimoto, Y. Mizukami, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 110 号: 9 ページ: 3293-3297
  • DOI: 10.1073/pnas.1221976110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emergent Rank-5 `Nematic' Order in Uru_2Si_2 (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeda, M.-T. Suzuki, R. Arita, T. Takimoto, T. Shibauchi, and Y. Matsuda
  • 雑誌名: Nature Physics 巻: 8 号: 7 ページ: 528-533
  • DOI: 10.1038/nphys2330
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Sharp Peak of the Zero-Temperature Penetration Depth at Optimal Composition in BaFe_2(As_<1-x>P_x)_2 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hashimoto, K. Cho, T. Shibauchi, S. Kasahara, Y. Mizukami, et al.
  • 雑誌名: Science 巻: 336 号: 6088 ページ: 1554-1557
  • DOI: 10.1126/science.1219821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclotron Resonance in the Hidden-Order Phase of URu2Si2 (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Tonegawa, et al.
  • 雑誌名: Physcal Review Letters 巻: 109 号: 3 ページ: 36401-36401
  • DOI: 10.1103/physrevlett.109.036401
  • 査読あり
• [学会発表] First-principles approach to heavy-fermion superconductors (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Ikeda
  • 学会等名: Novel Quantum States in Condensed Matter 2014
  • 発表場所: YITP, 京都府京都市
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] CeCu2Si2の超伝導ギャップ対称性 --- 鉄系との類似性について --- (2014)
  • 著者名/発表者名: 池田浩章
  • 学会等名: 基研研究会「多自由度電子状態と電子相関が生み出す新奇超伝導の物理」
  • 発表場所: 京都大学 基礎物理学研究所, 京都府京都市
  • 年月日: 2014-10-22
  • 招待講演
• [学会発表] Multipole order/fluctuations of itinerant f-electrons in URu2Si2 and CeCu2Si2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Ikeda
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2014-07-09
  • 招待講演
• [学会発表] Recent progress on the first-principles approach in heavy-fermion systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Ikeda
  • 学会等名: EQPCM2013: Emergent Quantum Phases in Condensed Matter --- from topological to first principles approaches
  • 発表場所: 東大物性研
• [学会発表] Recent progress on the first-principles approach in heavy-fermion systems --- Multipole fluctuations of itinerant f-electrons --- (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Ikeda
  • 学会等名: bcms2013: Bernard Coqblin Memorial Symposium
  • 発表場所: Orsay, フランス
  • 招待講演
• [学会発表] Density-wave state of rank-5 multipole --- from the first-principles approach --- (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Ikeda
  • 学会等名: the Workshop ``Hidden Order, Superconductivity and Magnetism in URu2Si2
  • 発表場所: Leiden大, オランダ
  • 招待講演
• [学会発表] Recent progress on the first-principles approach in heavy-fermion systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Ikeda
  • 学会等名: Swiss-Kyoto Symposium
  • 発表場所: ETH Zurich, スイス
  • 招待講演
• [学会発表] Recent progress on the first-principles approach in heavy-fermion systems ― Multipole fluctuations of itinerant f-electrons ― (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeda
  • 学会等名: bcms2013: Bernard Coqblin Memorial Symposium
  • 発表場所: オルセー(フランス)
  • 招待講演
• [学会発表] Hidden Order in URu2Si2 – Analysis based on the first-principles calculations (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeda
  • 学会等名: International Workshop on Dual Nature of f-Electrons
  • 発表場所: 姫路
  • 招待講演
• [学会発表] Hidden Order in URu2Si2 – Analysis based on the first-principles approach (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeda
  • 学会等名: International Conference on Magnetism 2012
  • 発表場所: 釜山(韓国)
• [学会発表] Emergent Rank-5 ‘Nematic’ Order in URu2Si2 (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeda
  • 学会等名: Quantum Criticality & Novel Phases 2012
  • 発表場所: Dresden(ドイツ)
• [学会発表] For going beyond fermiology (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeda
  • 学会等名: Japan-French Workshop on Correlated Electronic Systems
  • 発表場所: Grenoble(フランス)
• [学会発表] Emergent Rank-5 Nematic Order in URu2Si2 (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeda
  • 学会等名: 19th wien2k workshop
  • 発表場所: 早稲田
  • 招待講演
• [学会発表] URu2Si2の隠れた秩序―第一原理計算に基づく解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeda
  • 学会等名: 日本物理学会 2012 年秋季大会領域8 招待講演
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] 遍歴側から見たURu2Si2の隠れた秩序 (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeda
  • 学会等名: 第6回物性科学領域横断研究会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演