フェルミ液体的描像に基づく強相関電子系の理論

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12046242
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山田 耕作 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90013515)
• 研究分担者: 池田 浩章 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90311737) ; 藤本 聡 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10263063)
• キーワード: フェルミ液体論 / 電子相関 / モット転移 / 擬ギャップ / d-波超伝導 / スピン三重項超伝導 / 高温超伝導 / 重い電子系

研究概要

遷移金属酸化物の研究において、その金属状態をめぐって様々の理論が提案されてきた。我々は一貫してフェルミ液体の立場に立って、輸送現象、超伝導現象を理論的に説明してきた。その結果、電気抵抗の異方性とその温度変化、ドーピング依存性について説明することが出来た。ホール係数や光学伝導度の基礎となる表式を導くことが出来た。さらに、電子相関その物が超伝導の起源であることを様々な計算を通じて、確立してきた。銅酸化物超伝導体、有機導体、Sr_2RuO_4や重い電子系CeCu_2Si_2などの超伝導である。このような電子相関による超伝導が、YNi_2B_2Cなどの系や他の重い電子系で実現している可能性について詳細な計算を行っている。われわれの計算結果では、電気抵抗が電子相関によって起こる系でも、その抵抗値が小さく、電子間のクーロン斥力が小さい時には、光学フォノンの引力によってs-波の超伝導が起こり得る可能性が明らかになった。実験の詳細な検討が必要である。もちろん、クーロン斥力が強く、反強磁性揺らぎに適したフェルミ面の場合にはd-波の超伝導が生じる。さらに、ハーフ・フィルドを大きく外れるとp-波等のスピン3重項の超伝導が生じることが示された。
さらにパイロクロアと呼ばれるスピン液体的な系の金属絶縁体転移の機構が、電子相関によって起こることが斥力Uに関する摂動計算に依って示された。スピンの秩序のない系のモット転移の理論として初めて導かれた重要な成果である。

研究成果

• [文献書誌] Y.Yanase,T.Jujo and K.Yamada: "Theory on Superconducting Transition from Pseudogap State"J.Phys.Soc.Jpn.. 69・11. 3664-3677 (2000)
• [文献書誌] T.Nomura and K.Yamada: "Perturbation Theory of Spin-Triplet Superconductitity for Sr_2RuO_4"J.Phys.Soc.Jpn.. 69・11. 3678-3688 (2000)
• [文献書誌] K.Yamada,S.Koikegami,Y.Yanase,T.Jujo and T.Nomura: "Theory of High Temperature Superconductivity based on Fermi Liquid Theory"Jour.Phys.Chem.Solids. 62. 75-81 (2000)
• [文献書誌] Zhenji Li and K.Yamada: "Study of Superconductivity Based on the Nozieres-Schmitt-Rink Formalism"J.Phys.Soc.Jpn.. 70・3(to be published). (2001)
• [文献書誌] Y.Yanase and K.Yamada: "Pseudogap Phenomena and Superconducting Flctuations in Hubbard Model for High T_c Cuprates"J.Phys.Soc.Jpn.. 70・7(to be published). (2001)
• [文献書誌] 柳瀬陽一,重城貴信,山田耕作: "高温超伝導体の擬ギャップの理論"固体物理. 35・7. 484-494 (2000)