| 研究概要 |
グラファイトやC_<60>分子を基本単位とした固体などの炭素物質の物性は興味深いが、今年度は電子間の多体効果が本質的な役割を演じる,1.フラーレンの超伝導と2.強磁場下グラファイトの電子相転移の解明を目指した.まず,1については,フェルミ・エネルギーε_Fが数千度Kと小さく低電子密度系のため,プラズモンの寄与もかなりあるが,ε_Fと同程度のエネルギーを持つC_<60>分子の面内フォノンが超伝導発現の主役であることを指摘した.ところで,このようなフォノンによるクーパー対の形成を正しく論じるには,バーテックス補正を考慮した強結合超伝導理論の開発が不可避である.そこで,GISC(Gauge-Invariant Self-Consistent)法と名付けた理論を開発・提案し,それをフラーレンに適用した.まだまだ粗いモデル計算の段階ではあるが,フォノン機構の場合,バーテックス補正は基本的に全体として転移温度T_cをかなり上昇させる働きを持つことを見いだした.次に,2については,これまでの理論は,実験で見いだされている磁気抵抗の異常を電荷密度波(CDW)の形成に起因するものとして説明していた.しかし,その取扱いは雑で,特に,グラファイトのブリルアン帯の非等価な2つの稜H-K-HとH'-K'-H'の区別が適切になされていない.そこで,それに焦点を絞って再検討することとし,第一原理のハミルトニアンから出発して,CDWの他に,スピン密度波(SDW)等に対するギャップ方程式を数値的に解き,各々の転移温度T_cを求めるプログラムを開発した.それを駆使して得た計算結果によれば、これまでの理論研究ではCDWがSDWよりも高いT_cを持つとされてきたが,それはH-K-HとH'-K'-H'の各電子が空間的には同じ層に存在するという仮定の下に正しいことが明確にされ,同時に,この仮定は現実には成り立たず,そのため,結局はSDWの方が高いT_cを持つことが明らかにされた.
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