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遷移金属酸化物は典型的な強相関電子系として知られている。本研究では、こういった物質系の電子状態を理論的観点から明らかにする。観測される特異な現象の本質を記述する最小模型を導出し、密度行列繰り込み群(DMRG)の手法や量子モンテカルロ法などの計算物理学的手法を用いて、その本質的期限の解明を行ってきた。特に、準1次元三角格子構造を持つ遷移金属酸化物に焦点を当て、その電荷自由度の構造的フラストレーションが、電気伝導やスピン励起にもたらす効果について調べてきた。平成16年度の主要な研究成果は次の通りである。
(1)パイロキシン化合物のひとつであるチタン酸化物NaTiSi_2O_6のスピンギャップ系への相転移に関して、有限温度密度行列繰り込み群の方法を用いてスピン・擬スピン有効模型の電子状態計算を行った。先年度に提案された有効模型の正当性が確認されると同時に、相転移の機構に関して格子ひずみの効果が明確になった。
(2)DMRGの方法を用いて、ジグザグボンドを有する2鎖ハバード模型がトリプレット超伝導を基底状態に持つということを明らかにした。ペアリングの機構は、三角格子系におけるリング交換による電子間の強磁性的結合が引力を生み出すというものである。
(3)銅酸化物Pr_2Ba_4Cu_7O_<15>のCuO二重鎖が超伝導になるという実験報告をうけ、この系を記述する2鎖ハバード模型の電子状態の解析に着手した。特に、この模型にDMRGの方法を適用し、朝永ラッティンジャー流体パラメータの計算を進めた。
以上の成果は、国内外の会議・学会等において発表し、また現在論文を投稿中あるいは出版準備中である。
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