強相関電子系へのフェルミ流体論の拡張

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06740290
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 成清 修 大阪大学, 基礎工学部, 助手 (60252631)
• キーワード: 強相関電子系 / 酸化物高温超伝導体 / フェルミ流体論 / 遍歴局在双対性 / スピンゆらぎ / 電荷ゆらぎ / 異方的超伝導対称性 / 超伝導ゆらぎ

研究概要

フェルミ流体論を強相関電子系に拡張することを目指した理論的研究を銅酸化物高温超伝導体を対象として行った。常伝導相の理解にはスピンゆらぎ、超伝導相の理解には電荷ゆらぎが重要であることを明らかにした。
1.スピンゆらぎによる常伝導相の異常の解明
銅酸化物高温超伝導体の常伝導相は「スピン電荷分離」と「スピンギャップ」の2つに要約される異常な物性を示す。これらの異常は、電子系を記述する基本的な理論であるフェルミ流体論の枠組みでは理解し得ないと広く考えられていたが、我々はフェルミ流体論に基づいて銅酸化物に特徴的であるスピンゆらぎの効果を充分に取り入れることにより異常の説明に成功した。この仕事により常伝導相の理解は、ほぼ達成されたと思われる。
2.電荷ゆらぎを媒介とした新しい超伝導機構の提唱
常伝導相の理解にスピンゆらぎが本質的であることから、超伝導の機構もスピンゆらぎを媒介としたものであると広く考えられているが、我々は核磁気緩和に対する超伝導ゆらぎの効果を解析し、実験事実はスピンゆらぎによる超伝導の帰結と矛盾することを見出した。そこで我々は、この実験事実を説明し得る電荷ゆらぎを媒介とした新しい超伝導機構を提唱した。銅酸化物を記述する標準的なモデルに対し、フェルミ流体論に基づいた繰り込まれた摂動論を用いることによって、この電荷ゆらぎ超伝導が起こり得ることを理論的に示した。現在、実験との整合性についての広汎な研究を進めているところである。

研究成果

• [文献書誌] Kazumasa Miyake: "Itinerant-Localized Duality Picture of Spin Fluctuations in High-T_c Cuprates.I.Nested Spin-Fluctuation Theory" Journal of the Physical Society of Japan. 63. 3821-3837 (1994)
• [文献書誌] Osamu Narikiyo: "Itinerant-Localized Duality Picture of Spin Fluctuations in High-T_c Cuprates.II.A Unified Phenomenology" Journal of the Physical Society of Japan. 63. 4169-4175 (1994)
• [文献書誌] Kazumasa Miyake: "Aspect of Spin-Charge Separation Due to Antiferromagnetic Spin Fluctuations in Technically Nested 2D Metals21GC03:Journal of the Physical Society of Japan" 63. 2042-2046 (1994)
• [文献書誌] Osamu Narikiyo: "Is Spin-Gap Behavior near T_c in Cuprates an Evidence for d_<xy> Pairing? A Role of Superconducting Fluctuations" Solid State Communications. 90. 333-337 (1994)
• [文献書誌] T.Tsuji: "Charge-fluctuation mediated d_<xy> Pairing for high-T_c superconductivity" Physica C. 226. 333-340 (1994)
• [文献書誌] T.Tsuji: "Doping dependence of hole-number distribution on CuO_2 plane and super-conducting transition temperature of high-T_c cuprates by d_<xy>-pairing scenario" Physica C. (1995)