| 研究課題/領域番号 |
11165207
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
中尾 憲司 筑波大学, 物質工学系, 教授 (30011597)
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| 研究分担者 |
岡田 晋 筑波大学, 物理学系, 講師 (70302388)
鈴木 修吾 筑波大学, 物質工学系, 講師 (90241794)
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| キーワード | アルカリ金属ドープC_<60> / 超伝導 / 動的Jahn-Teller効果 / 電子間相互作用 / 電子格子相互作用 |
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| 研究概要 |
アルカリ金属ドープC_<60>では電子間相互作用と電子格子相互作用が共に重要な役割を果たしている。我々はすでに、A_2C_<60>とA_4C_<60>ではこれら二つの相互作用が協力的に働いて系を絶縁体化させていることを明らかにしている。これに対して、A_2C_<60>とA_4C_<60>の間の相であるA_3C_<60>が電子間相互作用と電子格子相互作用がともに強いにも関わらずなぜ金属状態を維持できるのかは、これまでその理由が不明であった。我々は、A_2C_<60>とA_4C_<60>が絶縁体であることを説明するのに用いた微視的モデルとまったく同一のモデルに基づき、A_3C_<60>が金属状態を維持できる理由について調べた。その結果、A_3C_<60>では、電子間相互作用と電子格子相互作用が競合関係にあり、そのためにA_3C_<60>が金属状態に留まることがわかった。この競合関係は、結果として、A_3C_<60>において電荷揺らぎを引き起こす。特に、この電荷揺らぎは、A_3C_<60>の光電子スペクトルにおけるショルダーとして実際に観測にかかる効果として姿を現していることがわかった。さらに、ここで用いた微視的モデルを量子モンテカルロ法によって調べることにより、この電荷揺らぎに由来する光電子スペクトルのショルダーが高温において消滅することを見出した。これは実験的にも光電子スペクトルの温度変化において観測されており、A_3C_<60>の低エネルギー励起についての重要な知見を与える現象であることがわかった。最後に、これらの結果を踏まえ、アルカリ金属ドープC_<60>が示し得る相についての分類を行った。その結果、A_1C_<60>、A_3C_<60>、A_5C_<60>では、常磁性金属相、超伝導相、軌道分極金属相、スピン・軌道分極絶縁相が、また、A_2C_<60>、A_4C_<60>では、常磁性金属相、超伝導相、軌道分極絶縁相が現れ得ることがわかった。
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