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2002 年度 実績報告書

スピン・電荷・軌道系の基礎理論

研究課題

研究課題/領域番号 12046218
研究機関東京大学

研究代表者

永長 直人  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60164406)

研究分担者 宮下 精二  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10143372)
小形 正男  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (60185501)
福山 秀敏  東京大学, 物性研究所, 所長(研究職) (10004441)
今田 正俊  東京大学, 物性研究所, 教授 (70143542)
キーワードスピン / 電荷 / 起動 / 遷移金属酸化物 / 高温超伝導 / 磁性体 / 量子臨界現象 / トポロジー
研究概要

強相関電子系におけるスピン・軌道・電荷の自由度が織り成す多彩な現象を、量子モンテカルロ法、大規模行列厳密対角化等の数値的手法と、場の理論等の解析的手法の双方から調べた。具体的な成果は以下のとおりである。
(1)電荷秩序に関して、(i)ウィグナー結晶と電荷秩序の関係を明らかにした。(ii)マグネタイトにおける金属絶縁体転移の「電荷秩序」を伴わない全く新しいメカニズムを提唱した。(iii)分子性結晶における電荷秩序に関する系統的な研究をさらに展開した。
(2)軌道とスピンに関連した現象として、(i)ペロブスカイトチタン酸化物における多様な相の発生メカニズムを解明した。(ii)スピンー軌道相互作用が磁性体中の電子状態に、非自明な位相幾何学的構造をもたらすことを見出し、その結果として生じる異常ホール効果や超伝導に対する影響などを明らかにした。(iii)量子スピン系の熱伝導現象、ESRなどの理論を発展させた。
(3)高温超伝導体と関連物質に関して、(i)t-Jモデルにおける、反強磁性と超伝導状態の共存、ストライプ状態、磁束状態を調べ実験をよく説明することを示した。(ii)t-Jモデルに対して、新しいタイプの変分波動関数を提唱した。(iii)モット絶縁体に見出された、新しいタイプの非磁性絶縁相の本質を解明した。

  • 研究成果

    (55件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (55件)

  • [文献書誌] T.Mizusaki, M.Imada: "Extrapolation Method for Shell Model Calculations"Phvs.Rev.C. 65. 064319-064322 (2002)

  • [文献書誌] A.Himeda, T.Kato, M.Ogata: "Stripe States with Spacially Oscillating d-Wave Superconductivity in the Two-Dimensional t-t'-J Model"Phys.Rev.Lett.. 88. 117001-1-117001-4 (2002)

  • [文献書誌] Y.Noda, M.Imada: "Quantum Phase Transitions to Charge Order and Wigner Crystal Under Interplay of Lattice Commensurability and Long-Range Coulomb Interaction"Phys.Rev.Lett.. 89. 176803-176806 (2002)

  • [文献書誌] A.Ogasawara, S.Miyashita: "Direct Numerical Analysis of ESR Line Shape In Low Dimensional Spin Systems"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 376. 321-326 (2002)

  • [文献書誌] S.Miyashita, M.Nishno, K.Saito: "Quantum Dynamics and Response In Nanoscale Spin Systems"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 376. 327-334 (2002)

  • [文献書誌] H.De Raedt, K.Michielsen, A.hams, S.Miyashita, K.Saito: "Quantum spin dynamics as a model for quantum computer operation"Eur.Phvs.J.B. 27. 15-28 (2002)

  • [文献書誌] S.Miyashita, K.Saito, H.Nakano, M.Nishno: "Quantum Mechanical Dynamics in Mocroscopic Structures"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 379. 475-482 (2002)

  • [文献書誌] H.Fukuyama, T.Sasaki, K.Yokoyama, Y.Ishikawa: "Orbital Magnetism in Confirmed Two-Dimensional System"J.Low Temper.Phys.. 126・3/4. 1067-1080 (2002)

  • [文献書誌] Murakami S, Shindou R, Nagaosa N, et al.: "Lattice distortion and ferromagnetism in C_a B6"J.Phys.Chem.Sol.. 63・6-8. 1285-1287 (2002)

  • [文献書誌] M.Ogata: "Spin Triplet Superconductivity in Sr_2 RuO_4 : Anisotropic Antiferromagnetis Spin-Fluctuation"J.Phys.Chem.Sol.. 63. 1329-1332 (2002)

  • [文献書誌] T.Koretsune, M.Ogata: "The ground state energy and entropy of the two-dimensional t-J model"J.Phys.Chem.Sol.. 63. 1419-1422 (2002)

  • [文献書誌] A.Himeda, M.Ogata: "The effect of the negative t' term on the stripe formation in the two-dimensional t-J model"J.Phys.Chem.Solid. 63. 1423-1426 (2002)

  • [文献書誌] C, Hotta, H.Fukuyama: "Ferromagnetism in CaB6"J.Phys.Chem.Sol.. 63・6-8. 1505-1509 (2002)

  • [文献書誌] H.Nakano, S.Miyashita: "Magnetization process of iron cluster with ring structure"J.Phys.Chem.Sol.. 63・6-8. 1519-1521 (2002)

  • [文献書誌] Y.Saiga, Y., M.Imada: "Competition between Spin Exchange and Correlated Hopping"J.Phys.Chem.Sol.. 63・6-8. 1531-1535 (2002)

  • [文献書誌] A.S.Mishchenko, N.Nagaosa: "Interplay of magnetic frustrations and lattice instability"J.Phys.Chem.Sol.. 63・6-8. 1603-1606 (2002)

  • [文献書誌] T.Koretsune, M.Ogata: "Resonating-Valence-Bond States and Ferromagnetic Correlations in the Doped Triangular Mott Insulator"Phys.Rev.Lett.. 89. 116401-1-116401-4 (2002)

  • [文献書誌] M.Onoda, N.Nagaosa: "Topological nature of anomalous Hall effect in ferromagnets"J.Phys.Soc.Jpn.. 71・1. 19-22 (2002)

  • [文献書誌] S.Murakami, R.Shindou, N.Nagaosa, A.S.Mishchenko: "Lattice Distortion and Ferromagnetism in Ca_<1-x>La_xB_6"J.Phys.Soc.Jpn.. 71 Suppl.. 309-310 (2002)

  • [文献書誌] M.Saito, M.Ogata: "Midgap States in Disordered Spin-Peierls Systems"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 721-724 (2002)

  • [文献書誌] T.Sasaki, H.Fukuyama: "Electrical Conductance under Periodic Magnetic Field"J.Phys.Soc.Jpn.. 71・4. 1108-1117 (2002)

  • [文献書誌] M.Mochizuki: "Spin and Orbital States and Their Phase Transitions of the Perovskite-Type Ti Oxides : Weak Coupling Approach"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 2039-2047 (2002)

  • [文献書誌] H.Morita, S.Watanabe, M.Imada: "Nonmagnetic Insulating States near the Mott Transitions on Lattices with Geometrical Frustration and Implications for κ-(ET)2Cu2(CN)3"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 2109-2112 (2002)

  • [文献書誌] M.Udagawa, M.Ogata, Z.Hiroi: "Exact Results of Ground-state Entropy for Ising Pyrochlore Magnets Under a Magnetic Field along [111] Axis"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 2365-2368 (2002)

  • [文献書誌] M.Machida, K.Saito, S.Miyashita: "Frequency Dependence of Quantum Localization in a Periodically Driven System"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 2427-2433 (2002)

  • [文献書誌] Keiji Saito, Seiji Miyashita: "Enhancement of the Thermal Conductivity in Gapped Quantum Spin Chains"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 2485-2488 (2002)

  • [文献書誌] Hiroki Nakano, Seiji Miyashita: "Alternating Antisymmetric Interaction in Nanoscale Iron Ring"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 2580-2581 (2002)

  • [文献書誌] H.Ohta, K.Kirita, T.Kunimoto, S.Okubo, Y.Hosokoshi, K.Katoh, K.Inoue, A.Ogasahara, S.Miyashita: "Low Dimensionality Observed by ESR Measurements in S=1/2 Spin Ladder Substance BIP-TENO (3,3', 5,5'-tetrakis (N-tert-butylaminoxyl) biphenyl)"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 2640-2643 (2002)

  • [文献書誌] H.Tsuchiura, S.Uno, Y.Tanaka, M.Ogata, J.Inoue, S.Kashiwaya: "Vortex tunneling spectra of high-T_c superconductors based on the t-J model"Physica C. 367. 20-23 (2002)

  • [文献書誌] Z.-X.Shen, A.Lanzara, S.Ishihara, N.Nagaosa: "Role of electron-phonon interaction in the strongly correlated cuprates superconductors"Phil.Mag.B. 82・13. 1349-1368 (2002)

  • [文献書誌] H.Seo, M.Ogata, H.Fukuyama: "Aspects of the Verwey Transition in Magnetite"Phys.Rev.B. 65・8. 085107-1-085107-7 (2002)

  • [文献書誌] C.Hotta, H.Fukuyama: "Possible Ferromagnetism in Divalent Boride Systems"Phys.Rev.B. 65・18. 184421-1-184421-5 (2002)

  • [文献書誌] M.Onoda, N.Nagaosa: "Particle-hole symmetry and transport properties of the flux state in underdoped cuprates"Phys.Rev.B. 65. 214502-1-214502-12 (2002)

  • [文献書誌] S.Murakami, R.Shindou, N.Nagaosa, A.S.Mishchenko: "Theory of excitonic states in C_aB6"Phys.Rev.B. 66. 184405 (2002)

  • [文献書誌] A.S.Mishchenko, N.Prokofiev, A.Sakamoto, N.Nagaosa: "Self-trapping in Rashba-Pekar model"Phys.Rev.B. 66. 020301 (2002)

  • [文献書誌] N.Todoroki, Y.Ueno, S.Miyashita: "Order phase and phase transitions in the three-dimensional generalized six-state clock model"Phys.Rev.B. 66. 214405(8) (2002)

  • [文献書誌] H.Seo, M.Ogata, H.Fukuyama: "Orbital Ordering and Bond Dimerization in Magnetite Fe3O4"Physica B. 312. 691-693 (2002)

  • [文献書誌] M.Ogata, A.Himeda: "Superconductivity and Antiferromagnetism in an Extended Gutzwiller Approximation for t-J Model : Effect of Double-Occupancy Exclusion"J.Phys.Soc.Jpn.. 72. 374-391 (2002)

  • [文献書誌] Luty T, Cailleau H, Koshihara S, E.Collet, N.Nagaosa, Y.Tokura et al.: "Static and dynamic order of cooperative multi-electron transfer"Europhys.Lett.. 59・4. 619-625 (2002)

  • [文献書誌] H.Onishi, S.Miyashita: "Quantum Narrowing Effect in a Spin-Peierls System with Quantum Lattice Fluctuation"J.Phys.Soc.Jpn.. 72. 392-398 (2003)

  • [文献書誌] I.Chiorescu, W.Wernsdorfer, A.Mller, S.Miyashita, B.Barbara: "Adiabatic Landau-Zener-Stckelberg transition with or without dissipation in the low-spin molecular system V15"Phys.Rev.B. 67. 020402(4) (2003)

  • [文献書誌] Zhong Fang, Nagaosa N, Kiyoyuki Terakura: "Anisotropic optical conductivities due to spin and orbital ordering in LaVO3 and YVO3 First-principles studies"Phys.Rev.B. 67. 035101 (2003)

  • [文献書誌] S.Murakami, N.Nagaosa: "Berry Phase in Magnetic Superconductors"Phys.Rev.Lett.. 90. 057002 (2003)

  • [文献書誌] T.K.Lee, Chang-Ming Ho, N.Nagaosa: "Theory for Slightly Doped Antiferromagnetic Mott Insulators"Phys.Rev.Lett.. 90. 067001 (2003)

  • [文献書誌] M.Nishino, S.Miyashita, K.Boukheddaden: "Effective interaction range in the spin crossover"J.Chem.Phys.. (in press). (4) (2003)

  • [文献書誌] A.Ogasahara, S.Miyashita: "ESR Line Shape in Strongly Interacting Spin Systems"J.Phys.Soc.Jpn.. 72(in press). (6) (2003)

  • [文献書誌] Y.Yanase, M.Ogata: "Microscopic Identification of the D-vector in Triplet Superconductor Sr_2RuO_4"J.Phys.Soc.Japan. 72. (2003)

  • [文献書誌] S.Miyashita, K.Saito: "Real time scale simulation for quantum process in dissipative environments"Physica B. (in press). (2) (2003)

  • [文献書誌] S.Onoda, S., M.Imada: "Operator Projection Theory for Electron Differentiation in Underdoped Cuprate Superconductors"J.Phys.Chem.Solids. (in press).

  • [文献書誌] M.Matsuura, Y.Endoh, H.Hiraka, K.Yamada, A.S.Mishchenko, N.Nagaosa, I.V.Solovyev: "Classical and quantum spin dynamics in face-centered-cubic antiferromagnet NiSsub2 with frustration"Phys.Rev.B. (accepted). (2003)

  • [文献書誌] Ryo Maezono, Naoto Nagaosa: "Jahn-Teller effect and electron correlation in manganites"Phys.Rev.B. (accepted). (2003)

  • [文献書誌] Yukitoshi Motome, Hitoshi Seo, Zhong Fang, Naoto Nagaosa: "One-dimensional confinement and enhanced Jahn-Teller instability in LaVO3"Physical Review Letters. (accepted). (2003)

  • [文献書誌] 永長 直人: "物質の中の宇宙論"岩波書店. 97 (2002)

  • [文献書誌] 福山秀敏, 小形正男: "物理数学I"朝倉書店. (2003)

  • [文献書誌] 妹尾仁嗣, 鹿野田一司, 福山秀敏: "解説「分子性結晶における電荷秩序"日本物理学会誌(執筆中).

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公開日: 2004-04-07   更新日: 2016-04-21  

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