分子性結晶構造と超伝導および磁性における多重バンド効果の関連性に関する理論的研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15550010
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 長尾 秀実 金沢大学, 理学部, 助教授 (30291892)
• キーワード: 超伝導 / 磁性 / 多重バンド

研究概要

本年度得られた結果を大別すると以下の二点に分けられる。
(1)超伝導における多重バンド効果
繰り込み群の方法を用いて超伝導の多重バンド効果を解析した。相互作用がs対称であるという仮定の下、バンド内電子間相互作用g_1およびバンド間電子対散乱g_2の2種類の相互作用が超伝導状態を安定化する条件を導いた。|g_1|>|g_2|である場合はバンド内相互作用g_1が負値である場合、すなわち引力的相互作用である場合にのみ超伝導状態が安定化する。一方、|g_1|<|g_2|の場合はバンド間電子対散乱g_2が正値でも負値でも超伝導状態が安定化することが分かった。また後者の場合、多重バンド効果により超伝導ギャップが二つ存在する二重バンド超伝導となることが示された。
(2)磁性における多重バンド効果
Hubbardモデルを用いて2次元2サイト格子モデルの磁性を考察した。Random-phase近似の範囲内でHeisenbergモデル中の有効交換積分Jをon-siteクーロン斥力Uおよび帯磁率χを用いて近似的に表わした。2次元2サイト格子モデル中のサイト間transfer積分のパラメータを変えながらJを数値的に見積もった。その結果、単一バンド理論に相当するフェルミ面が1つのバンドを横切る場合は反強磁性的であるのに対し、フェルミ面が2つのバンドを横切る場合(2バンド理論)にはhalf-filling近傍で強磁性的になる可能性を示すことができた。このことは多重バンド効果による強磁性発現およびスピン三重項超伝導の可能性を示すものである。

研究成果

• [文献書誌] H.Nagao: "Theoretical studies on many-band effects in magnetism and superconductivity"International Journal of Quantum Chemistry. (in press).
• [文献書誌] N.Kato, H.Nagao, K.Nishikawa, K.Nishidate, K.Endo: "Possibility of superconductivity in intercalation compound related to MgB_2"International Journal of Quantum Chemistry. 96. 457-462 (2004)
• [文献書誌] T.Yoshimoto, A.Sugiyama, K.Sugiyama, H.Nagao, K.Nishikawa: "Theoretical studies on superconductivity by using the mean-field approximation"Recent Research Developments in Chemical Physics. 4. 395-420 (2003)
• [文献書誌] H.Nagao, H.Kawabe, S.P.Kruchinin, K.Yamaguchi: "Superconductivity in two-band model by renormalization group approach"International Journal of Modern Physics. B17. 3373-3376 (2003)
• [文献書誌] H.Nagao, H.Kawabe, S.P.Kruchinin, D.Manske, K.Yamaguchi: "Theoretical studies on many-band effects in superconductivity by using renormalization group approach"Modern Physics Letters. B17. 423-431 (2003)
• [文献書誌] H.Nagao, S.P.Kruchinin, K.Yamaguchi: "Multizone superconductivity Models and Methods of High-Tc superconductivity"Volume 241 in Horizons in World Physics edited by J.K.Srivastava and S.M.Rao. 6 (2003)