動的平均場理論による汎用バンド計算の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14340108
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 酒井 治 東京都立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60005957)
• 研究分担者: 斯波 弘行 神戸大学, 理学部, 教授 (30028196) ; 佐宗 哲郎 埼玉大学, 理学部, 教授 (90142926) ; 清水 幸弘 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (70250727) ; 椎名 亮輔 東京都立大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30326011) ; 金田 保則 東京大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00262048)
• キーワード: 動的平均場 / 磁気光効果 / 熱起電力 / 動的クラスター近似 / バルク敏感光電子分光 / CeSb / CeB_6 / CsCoCl_3

研究概要

本課題の目的は動的平均場近似法(DMF)による汎用バンド計算プログラムの作成である。DMFルーチンを局所密度近似によるLMTO汎用バンド計算プログラムに組み込み、その発展形として一連の手続きにより計算が進められるようにすることを企画している。
本年度は第一段階として、(1)LMTO法汎用プログラムの整備、(2)有効1サイト模型を解く方法としてNCAプログラムの整備、(3)DMFの並列化計算プログラムへの経験のために動的クラスター法(DCA)によるノウハウの蓄積、を進めた。3方面の仕事は個別の研究を進めながら行われた。(1)の分野では、CeSbに見られる多彩な磁気相に応じて変化する特徴的な磁気光効果の起源が、p-f混成とp-d混成のクロス効果により生じる、X-軸近辺の特徴的なバンド構造によることを解明した。また、軌道磁化の寄与を含めた磁気構造因子をバンド計算により求める方法の開発を行い、4重極秩序物質として注目されるCeB_6にたいする計算を進めた。(2)の分野では、磁気秩序と近藤効果の競合するYb系物質Yb_2Co_3X_9、強い混成を持つCe(Pd_<1-x>Cu_x)_3などの光電効果の1不純物模型による解析を行った。(3)に関連しては、周期アンダーソン模型へのDCAの適用を行った。反強磁性と近藤効果の競合により状態密度に複雑なピークや、擬ギャップ的構造の生じることを示した。
その他に関連した研究として、偶数占有量子ドットにおける近藤効果として発見され、注目されているスピンクロスオーバー領域のトンネル伝導の低温増大のゲート電圧依存の特徴的振る舞いが、軌道エネルギー分裂と電子間交換相互作用の競合による、軌道上の電子占有数の再配列として理解されることを明らかにした。
強相関系の動的励起の計算を進め、CeB_6に於ける多重極揺らぎの重要性、CsCoCl_3では結晶場励起状態の寄与による強磁性的な次近接相互作用の増大の機構の指摘をした。また、強相関物質の熱起電力の理論の発展を発展させた。

研究成果

• [文献書誌] F.Ishiyama: "Double Layer Structure and Optical Conductivity of CeSb"J. Phys. Soc. Jpn.. 71 Suppl.. 294-296 (2002)
• [文献書誌] T.Okane: "Photoemission Study of Yb_2Co_3X_9(X=Ga,Al) : Variation of the Electronic Structure from Mixed-Valent to Kondo-Lattice Systems"Phys. Rev. B. 65・12. 125102-1-125102-7 (2002)
• [文献書誌] O.Sakai: "Monte Carlo Simulation for the Photo-induced Low-spin to High-Spin State Transitions-Difference and Similarity with the Thermal Transition-"J. Phys. Soc. Jpn.. 71・3. 978-988 (2002)
• [文献書誌] O.Sakai: "Monte Carlo Simulation Study on Domain Formation in the Photo-induced Low-spin Hight-spin Transition"Phase Transitions. 75・7&8. 743-751 (2002)
• [文献書誌] H.Shiba: "Theory of Field-induced Gap Formation in Charge-Ordered Yb_4As_3"Physica B. 312-313. 309-313 (2002)
• [文献書誌] O.Sakai: "Monte Carlo Simulation for the Macroscopic Phase Seperation in Photo-induced Low-spin to High-spin State Transition"J. Phys. Soc. Jpn.. 71・8. 2052-2207 (2002)
• [文献書誌] S.Kimura: "Optical and Magneto-Optical Studies on Electronic Structure of CeSb in the Magnetically Ordered States"J. Phys. Soc. Jpn.. 71・9. 2200-2207 (2002)
• [文献書誌] Y.Shimizu: "Dynamical Cluster Approximation for the Periodic Anderson Model : Competition between Local and Non-local Correlations"J. Phys. Soc. Jpn.. 71・4. 1166-1173 (2002)
• [文献書誌] Y.Shimizu: "Dynamical Cluster Approximation for Study of Non-local Correlations in the Periodic Anderson Model"J. Phys. Soc. Jpn.. 71 Suppl.. 228-230 (2002)
• [文献書誌] Y.Shimizu: "Effect of non-local Correlations in the Periodic Anderson Model Studied by the Dynamical Cluster Approximation"Physica B. 312-313. 516-518 (2002)
• [文献書誌] R.Shiina: "Theory of Field-Dependent Multipolar Fluctuation in CeB_6"J. Phys. Soc. Jpn.. 71・1. 56-59 (2002)
• [文献書誌] R.Shiina: "Remark on High-Field Phase Diagram of CeB_6"J. Phys. Soc. Jpn.. 71・9. 2257-2262 (2002)
• [文献書誌] R.Shiina: "Ordering and Fluctuation of Quantum Multipoles in CeB_6"Acta Physica Polonia B. 34. 1089-1092 (2002)
• [文献書誌] T.Saso: "Hybrid theory of the dynamical mean field and the spin fluctuations in strongly correlated electron systems"Physica B. 312-313. 514-515 (2002)
• [文献書誌] T.Saso: "Seebeck Coefficient of Kondo Insulators"J. Phys. Chem. Solids. 63. 11475-11478 (2002)
• [文献書誌] S.Imada: "Magnetic microspectroscopy by a combination of XMCD and PEEM"Surf. Rev. Lett.. 9・2. 877-881 (2002)
• [文献書誌] T.Iwasaki: "High-resolution resonance photoemission study of CeMX (M=Pt, Pd ; X=P, As, Sb)"Phys. Rev. B. 65・19. 195109-1-195109-9 (2002)
• [文献書誌] H.Shiba: "Structure, Effective Hamiltonian and Magnetic Excition Spectrum in Charge-Ordered Yb_4As_3"Proceedings of French-Japanese Workshop on Quantum Properties of Low-Dimensional Antiferromagnets, ed. by Y. Ajiro and J. P. Boucher (Kyushu Univ. Press). 183 (2002)
• [文献書誌] 斯波弘行(共著): "現代物理学"森北出版(分担65頁). 211 (2002)
• [文献書誌] 今田真(尾島正治編): "極限状態を見る放射光アナリシス"学会出版センター(分担12頁). 214 (2002)