研究課題
本研究課題に対して平成17年度に挙げた研究実績について以下にその概要を述べる。(1)「軌道秩序相における希釈効果」:軌道秩序を示す物質として知られているペロフスカイト型KCuF_3における軌道自由度の希釈効果について調べた。最近の実験により、Cuイオンを軌道自由度を持たないZnイオンで置換することで、希釈磁性体と比較して著しく急激に秩序温度が減少することが見出された。本研究では、電子相関と電子格子相互作用に起因する軌道間相互作用を記述する模型を設定し、これを数値的に解析することでその希釈効果を調べた。軌道希釈による軌道秩序温度の減少は、従来のパーコレーション理論より急激であることが計算により示され、これがボンド方向に依存する軌道間相互作用の特異な性質に起因することが明らかになった。(2)「軌道自由度のあるバナジウム酸化物における電子間相互作用と電子格子相互作用」:ペロフスカイト型バナジウム酸化物R_<1-x>A_xVO_3は組成や温度により2種類のスピン・軌道構造(C型スピン構造・G型軌道構造(S-C/O-G相)並びにG型スピン構造・C型格子構造(S-G/O-G相))を示す。x=Oのモット絶縁体にキャリアーを導入することでスピン・軌道秩序が崩壊し絶縁体-金属転移が生じるが、(S-G/O-C)相は非常にわずかのキャリアー数により不安定となることが実験から指摘されている。本研究課題では、バナジウム酸化物のスピン・軌道秩序相にドープされたホール・キャリアーの運動について、電子間相互作用と電子格子相互作用を考慮することでその性質を調べた。スレーブ・フェルミオン法とセルフコンシステント・ボルン近似を用いた結果、C軸方向に運動するホール・キャリアーにより反強磁性スピン秩序に乱れが生じ、これが軌道励起(オービトン)のソフト化を引き起こし、(S-G/O-C)相を不安定にすることが示された。
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