強相関電子系の異常金属相に関する理論的研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07044078
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 前川 禎通 名古屋大学, 工学部, 教授 (60005973)
• 研究分担者: LEE P.A. 米国マサチューセッツ工科大学, 教授 ; SCALAPINO D. 米国カリフォルニア大学, 教授 ; COLEMAN P. 米国ラトガース大学, 助教授 ; DAGOTTO E. 米国フロリダ大学, 助教授 ; RICE T.M. スイス連邦工科大学, 教授 ; 吉岡 大二郎 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (30114713) ; 三宅 和正 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (90109265) ; 福山 秀敏 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (10004441) ; 永長 直人 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60164406) ; 倉本 義夫 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70111250) ; 川上 則雄 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10169683) ; 小形 正男 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (60185501) ; 上田 和夫 東京大学, 物性研究所, 教授 (70114395) ; 今田 正俊 東京大学, 物性研究所, 助教授 (70143542)
• キーワード: 電子相関 / スピン電荷分離 / 高温超伝導 / モット転移 / 異常金属相 / 重い電子 / 1次元金属 / スピン揺ぎ

研究概要

強相関電子系の物理は物性物理における中心的なテーマの一つとなっている.強相関電子系とは,電子間クーロン相互作用によって電子を局在させる効果(電子相関)と運動エネルギーによって電子を結晶全体に広げる効果が拮抗している系である.そのため強相関電子系の物理を理解するためには,両方の効果を同等に取り扱う必要がある.だが,その取り扱いは単純ではない.
1986年に発見された高温超伝導物質は典型的な強相関電子系である.その発見を契機として,低次元強相関電子系の研究が様々な解析的・数値的手法を駆使して精力的に行われてきた.一次元電子系では,ボゾン化法やベ-テ仮説に基づく厳密解などを用いた解析的な研究が数多く行われてきた.一方,高温超伝導と直接結びついている二次元電子系では,様々な近似理論とともに,数値的手法が威力を発揮している.特に,数値的手法の一つである厳密対角化法は,高温超伝導物質の電子状態や低エネルギー励起の研究の中で重要な位置を占めている.
本研究では,電子の内部自由度であるスピンと電荷に視点を移し,強相関電子系の理論の構築を行った.研究方法としては,種々の解析的方法と数値的厳密対角化法及び量子モンテカルロ法を用い,お互いに比較検討を行った.このような視点からの研究は今までにない全く新しい試みであり,今後の新しい物性物理学に対する基礎が築かれたと言える.

研究成果

• [文献書誌] S.Maekawa: "Anomalous Low-Energy Excitations in Strongly Correlated Electron Systems" Physica C. 263. 61-65 (1996)
• [文献書誌] D.Yoshioka: "Edge State Transport in Separately Contacted Double-Layer Quantum Hall Systems" Phys.Rev.B. 53. R16168-R16171 (1996)
• [文献書誌] Y.Kato: "Fractional Exclusion Statisticsfor the t-J Model with Long-Range Interaction and Hopping" J.Phys.Soc.Jpn. 65. 77-86 (1996)
• [文献書誌] S.Fujimoto: "Competition between the Mott Transition and the Anderson Localization in 1D Disordered Interacting Electron Systems" Rhys.Rev.B. 54. 11018-11021 (1996)
• [文献書誌] H.Yokoyama: "Phase Diagram and Pairing Symmetry of the Two-Dimensional t-J Model by a Variation Theory" J.Phys.Soc.Jpn.65. 3615-3629 (1996)
• [文献書誌] H.Kusunose: "Two-Channel Kondo Model as a Fixed Point of Local Electron-Phonon Coupling System" J.Phys.Soc.Jpn.65. 3032-3042 (1996)
• [文献書誌] F.F.Assaad: "Quatum Transition between an Antiferromagnetic Mott Insulator and d_x2-_y2 Superconductor in Two Dimensions" Phys.Rev.Lett.77. 4592-4595 (1996)
• [文献書誌] K.Ueda: "Plaquette Resonating-Valence-Bond Ground State of CaV_4O_9" Phys.Rev.Lett.76. 1932-1935 (1996)
• [文献書誌] H.Fukuyama: "Antiferromagnetic Long Range Order in Disordered Spin-Peierls Systems" J.Phys.Soc.Jpn.65. 1182-1185 (1996)
• [文献書誌] E.Dagotto: "Surprises on the Way from 1D to 2D Quatum Magnets:the Novel Ladder Materials" Science. 271. 618-623 (1996)
• [文献書誌] K.Tsutsui: "Heavy Quasiparticles in the Anderson Lattice Model" Phys.Rev.Lett.76. 279-282 (1996)
• [文献書誌] A.W.Sandvik: "Spin Dynamics of SrCu_2O_3 and the Heisenberg Ladder" Phys.Rev.B. 53. 2934-2937 (1996)
• [文献書誌] T.Shinjo: "Spin-Dependent Phenomena in Multilayer Systems" Matr.Sci.Eng.B31, 237 (1995)
• [文献書誌] S.Maekawa: "Frontiers of High Tc Superconductors" North-Holland,Amsterdam, 573 (1996)