軌道縮重をもつ強相関電子系の理論的研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11640365
• 研究機関: 青山学院大学
• 研究代表者: 久保 健 青山学院大学, 理工学部, 教授 (30015862)
• 研究分担者: 桃井 勉 筑波大学, 物理学系, 助手 (80292499) ; 古川 信夫 青山学院大学, 理工学部, 助教授 (00238669)
• キーワード: 軌道縮重 / 強相関電子系 / 強磁性 / スピン系 / 軌道整列 / 磁化プラトー / フラストレーション / ハバード模型

研究概要

平成12年度は以下の研究を行った。
1)1次元2重縮退ハバード模型の基底状態についての研究を前年度に引き続いて行い、この模型における強磁性基底状態の起源についての考察を行った。(現在論文準備中)(久保・桃井)
2)磁性元素を含まないにもかかわらず高いキュリー温度を持つ強磁性体Ca_<1-X>La_XB_6の磁性を、少数の軌道のみを取り入れた非常に簡単な模型を用いて理論的に研究した。ただし、この研究は始まったばかりであり、まだ結果が得られてないので、今後も継続する予定である。(久保)
3)LU_2V_2O_7における軌道整列を理論的に研究した。この物質の強磁性の起源として軌道整列によるKugel-Khomskii相互作用が考えられている。本研究では、パイロクロア格子上のVの3d電子を3重縮重系ととらえ、同一サイト内でのクーロン相互作用を最小化する軌道配列を考察した。その結果、フラストレーションを解消する軌道カイラル状態が安定であることが示唆された。(古川)
4)いくつかの量子スピン系において、磁化曲線中にプラトー構造が現れることが知られている。我々はこれらの現象を、励起状態が磁性粒子として振る舞い、粒子間相互作用によりMott絶縁体になる事により起こる量子相転移現象として理解出来ることを示した。特に、SrCu_2(BO_3)_2やCaV_4O_9の物質で、これまで見つかっていない磁化プラトーの出現を予言した。

研究成果

• [文献書誌] K.Nagai,T.Momoi and K.Kubo: "Magnetic Order in the Double Exchange Model in Infinite Dimensions"J.Phys.Soc.Jpn. Vol.69. 1837-1844 (2000)
• [文献書誌] T.Momoi and K.Totsuka: "Magnetization Plateaus on Two-Dimensional Frustrated Antiferromagnets"Can.J.Phys.. in press. (2001)
• [文献書誌] T.Momoi and K.Totsuka: "Magnetization Plateaus of the Shastry-Sutherland lattice : SDW, Superfluid, and Bound States"Phys.Rev.B. Vol.62. 15067-15078 (2000)
• [文献書誌] T.Momoi and K.Totsuka: "Magnetization Plateaus in Two-Dimensional Spin Systems"Physica D. Vol.284-288. 1461-1462 (2000)
• [文献書誌] T.Momoi and K.Totsuka: "Magnetization Plateaus as Insulator-Superfluid Transitions in Quantum Spin Systems"Phys.Rev.B. Vol.61. 3231-3234 (2000)
• [文献書誌] N.Furukawa and K.Hirota: "Magnon Broadening Effects in Double Layered Manganite La1.2Sr1.8Mn2O7"Physica B. Vol.291. 324-326 (2000)
• [文献書誌] N.Furukawa: "Unconventional one-magnon scattering resistivity in half metals"J.Phys.Soc.Jpn.. Vol.69(7). 1954-1957 (2000)
• [文献書誌] T.Akimoto,Y.Moritomo,A.Nakamura,N.Furukawa: "Observation of anomalous single-magnon scattering in half-metallic ferromagnets by chemical pressure control"Phys.Rev.Lett. Vol.85. 3914-3917 (2000)
• [文献書誌] J.Kishine,N.Furukawa,and K.Yonemitsu: "Two-Loop Renormalization of the Quasiparticle Weight in Two-Dimensional Electron Systems"RECENT PROGRESS IN MANY-BODY THEORIES eds.R.F.Bishop,K.A.Gernoth,N.R.Walet and Yang Xian,(World Scientific,Singapore). Vol.3. (2000)
• [文献書誌] Y.Motome and N.Furukawa: "Critical Temperature of Ferromagnetic Transition in Three-Dimensional Double-Exchange Models"J.Phys.Soc.Jpn.. Vol.69. 3785-3788 (2000)
• [文献書誌] C.Honerkamp,M.Salmhofer,N.Furukawa,T.M.Rice: "Breakdown of the Landau-Fermi liquid in Two Dimensions due to Umklapp Scattering"Phys.Rev.. B63. 35109(18) (2001)
• [文献書誌] H.Nakata,N.Hatano,N.Furukawa and K.Kubo: "ARK : A Pentium II/Linux Cluster"Prog.Theor.Phys.Suppl.. Vol.138. 757-758 (2000)
• [文献書誌] 久保健: "量子スピン系における秩序(講義ノート)"物性研究. Vol.75. 175-226 (2000)