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本年度は本研究の目的である1.強相関のもとでの電子・格子相互作用の光学応答に対する役割の解明と、バンド絶縁体との相違性、類似性の明確化、2.銅酸化物絶縁体の非占有状態の詳細を調べる新しい分光測定法の提案、の二点について成果を得たので報告する。
1.一次元モット絶縁体の角度分解光電子分光スペクトルに対する電子格子相互作用の効果を調べるため、ハーフフィールドの一次元ハバード・ホルシュタイン模型の一粒子スペクトル関数を調べた。計算は、動的に拡張された密度行列繰り込み群法を用い、フォノンは量子論的に取り扱った。電子・フォノン相互作用がない場合は、スペクトル関数にスピノンとホロンの構造が現れる(スピン・電荷分離)が、ある場合はホロン構造が強度が減少することがわかった。また、スピノン構造の近くにディップとハンプ構造が現れることも計算により示された。これらの振る舞いは、フォノンと強く結合したホロン分散の重ね合わせでスペクトル関数が記述されていると考えるとよく理解できる。これはスピン・電荷分離の考え方が電子・フォノン相互作用があってもうまく働くことを示している。
2.新しい分光測定法として角度分解二光子光電子分光法を提案した。実際に二次元モット絶縁体である銅酸化物絶縁体に対する角度分解二光子光電子分光スペクトルの計算を行い、来るべき実験への予測を示した。強相関極限での単一バンドハバード模型に対してランチョス法に基づく数値的厳密対角化法を用い、二光子励起のプロセスを銅酸化物の電子状態に即した形で取り込んだ。ポンプレーザーとして4eV程度のものを用いた場合、モットギャップ上部の非占有状態の情報が最もよくスペクトルに現れることが示された。今後の実験の発展が期待される。
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