低次元伝導体の強相関領域の理論

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06243210
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 今田 正俊 東京大学, 物性研究所, 助教授 (70143542)
• キーワード: 金属絶縁体転移 / 量子臨界現象 / スケーリング理論 / モット絶縁体 / 異常金属相 / 低次元電子系

研究概要

強相関電子系の金属絶縁体転移を量子臨界現象の立場からとらえて、スケーリング理論を構築した。特にさまざまな物理量の金属絶縁体転移に際しての特異性が、スケーリング関係式によってすべて関連づけられ、ただ1つの独立な臨界指数によって、臨界現象が記述されることを見い出した。さらに弱相関電子系の場合とは違う新しいタイプの臨界指数によって転移が記述される場合があることを見い出した。この新しいタイプの金属絶縁体転移は、電荷有効質量の発散によって特徴づけられ、ドゥル-デ重み、フェルミエネルギーなどの物理量が大変異常なふるまいを示すことがわかった。特に電子濃度(フィリング)を変えて金属絶縁体転移を起こす場合、動的臨界指数zが2より大きく、相関臨界指数νは1/2より小さいという今まで予想されていなかった結果が得られた。この結果は量子モンテカルロ計算などの結果によっても支持されている。比熱の係数γの発散、電荷圧縮率の発散、ドゥル-デ重みの減少、フェルミエネルギーの減少などのスケーリングが強相関電子系特有の形をしている。絶対零度での量子臨界現象という観点からみても、また、有限温度での温度依存性という観点から見ても、異常な形をしており、モット絶縁体近傍の異常金属相の理解についての重要な基礎を与えることとなった。また、より一般に多成分のフェルミ粒子系や、ボ-ズ粒子系での量子流体とモット絶縁体をいくつかの種類に分類し、量子流体-絶縁体転移をいくつかの可能なタイプに分類して、臨界指数をすべての場合について求めた。

研究成果

• [文献書誌] M.Imada: "Theory of Antiferromagnetic Correlations in High-T_c Cuprates" J.Phys.Soc.Jpn.63. 851-854 (1994)
• [文献書誌] M.Imada: "Mott Transition and Transition to Incompressible State-Variety and Universality" J.Phys.Soc.Jan.63. 3059-3077 (1994)
• [文献書誌] M.Imada: "Scaling Theory of Transitons between the Mott Insulator and Quantum Fluids" J.Phys.Soc.Jpn.63. 4294-4297 (1994)
• [文献書誌] N.Katoh: "Phase Diagram of S-1/2 Quasi-One-Dimensional Heisenberg Model with Dimerized Antiferromagnetic Exchange" J.Phys.Soc.Jpn.63. 4529-4541 (1994)
• [文献書誌] M.Imada: "Critical Properties of Metal-Insulator Transition in Low Dimensions" J.Low Temp.Phys.in press.
• [文献書誌] M.Imada: "Proc.17th Taniguchi Conf.1994" Springer-Verlag,Berlin,ed.by A.Fujimori and Y.Tokura(in press),