フェルミ液体的描像に基づく強相関電子系の理論

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14038228
• 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)
• キーワード: フェルミ液体 / 高温超伝導 / 電子相関 / 摂動展開 / 重い電子 / Sv_2RuO_4 / くり込み / 超伝導

研究概要

本特定領域では高温超伝導の流れを受け、相関の強い電子系の研究に重点が置かれてきた。公募として単年度の参加となったため、フェルミ液体論を全面的に展開して理論を発展させることはできなかったが、基本的に重要な発展を遂げることができた。
それは重い電子系のミクロな超伝導理論の構築である。一般に電子系のエネルギースケールはeV(1万K)のオーダーである。そのエネルギーから1Kのオーダーのエネルギーを持つ超伝導をミクロに導出することは不可能に近いと考えられてきた。それ故、ミクロにハミルトニアンから超伝導を導出することは諦め対称性に基づく現象論が展開されてきた。我々はフェルミ液体論の繰り込みを基にミクロなハミルトニアンを導出し、繰り込まれた相互作用を持つ準粒子系を基に超伝導を議論する戦略と具体的方法を提案し、実行した。それはオンサイトの有効相互作用に関し、摂動展開して準粒子問の相互作用を求め超伝導を議論する弱結合のアプローチである。簡単であるが、様々な対称性のギャップが自然に導出される。
その結果、実に30年以上も未解決であった、重い電子系の超伝導がその機構とギャップの対称性、さらに転移温度まで計算することができた。今までのところ、理論と一致しない系は無い。いずれ、不一致が見つかり、理論の更なる発展を促すことと思われる。
摂動がフルに力を発揮するのはフェルミ液体であり、その描像の普遍性を以上の理論の発展は示すものである。

研究成果

• [文献書誌] Y.Nisikawa, H.Ikeda, K.Yamada: "Perturbation Theory on the Super Conductivity of Heavy Fermion Superconductors CeIr_xCo_<1-x>In_5"J. Phys. Soc. Jpn.. 71・4. 1140-1147 (2002)
• [文献書誌] S.Kondo, K.Yamada: "On the Transition Probability of Neutralization Process of +2 Ion Scattered on a Metal Surface"J. Phys. Soc. Jpn.. 72・3(to appear). (2003)
• [文献書誌] H.Fukazawa, K.Yamada: "Third Order Perturbation Analysis of Pairing Symmetry in Two-Dimensional Hubbard Model"J. Phys. Soc. Jpn.. 71・6. 1541-1547 (2002)
• [文献書誌] T.Nomura, K.Yamada: "Roles of Electron Correlations in the Spin-Triplet Superconductivity of Sr_2RuO_4"J. Phys. Soc. Jpn.. 71・8. 1993-2004 (2002)
• [文献書誌] T.Nomura, K.Yamada: "Theory of the Spin-Triplet Superconductivity in Sr_2RuO_4 Based on Perturbation Approach to Three-Band Hubbard Model"J. Phys. Chem. Solids. 63. 1337-1341 (2002)
• [文献書誌] Y.Nishikawa, K.Yamada: "A Mechanism of Spin-Triplet Superconductivity in Hubbard Model on Triangular Lattice : Application to UNi_2Al_3"J. Phys. Soc. Jpn.. 71・11. 2629-2632 (2002)
• [文献書誌] 山田耕作: "凝縮系における場の理論"岩波書店. 82 (2002)