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三角格子上を運動する電子系においては、電子スピン間に強磁性結合を生み出すリング交換機構と呼ばれるミクロな機構が存在する。この機構を、金属強磁性にではなく、スピン三重項超伝導の発現に利用できないだろうか。また、この機構が働く現実の超伝導物質は存在しないだろうか。本研究の目的は、密度行列繰り込み群(DMRG)等の数値的手法を駆使することにより、異方的三角格子系を含む特殊な低次元格子構造を持つ種々の強相関電子系物質を対象に、リング交換機構によるスピン三重項超伝導の微視理論の更なる展開を行うことである。
今年度は、本研究の最終年度なので、特にこれまでの研究成果のまとめと、今後の方向性を模索することに費やした。研究成果は次の3点に集約される。(1)ジグザグ梯子格子ハバード模型の広域基底電子相図の作成。(2)ジグザグ梯子格子ハバード模型の低エネルギーのスピンおよび電荷励起スペクトルの計算。(3)強磁性交換相互作用で結合した2鎖ハバード模型の電子状態と超伝導の研究。
また、本研究の発展として、三角格子上で定義されたt-J模型に3体および4体のリング交換項を取り入れた模型が、グラファイト上に吸着したヘリウム3系の異常物性を記述することを明らかにした。さらに、変分クラスター近似の手法が今後のこの分野の発展に欠かせないとの認識を深め、これを2次元周期アンダーソン模型に適用する計算を行った。
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