非一様な強相関電子系における電子状態、特に輸送現象の理論的研究

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18740197
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 紺谷 浩 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (90272533)
• キーワード: 高温超伝導体 / 重い電子系 / 有機物超伝導体 / 輸送現象 / 不純物効果 / 異常ホール効果 / スピンホール効果 / 量子臨界現象

研究概要

1.異方的超伝導体における熱伝導度の研究:高温超伝導体の熱伝導度は、ホールドープ系ではTc以下で急激な増大(コヒーレンスピーク)を示し、d波超伝導状態のノード構造に由来すると考えられる。一方電子ドープ系の熱伝導度はコヒーレンスピークを示さないため、d波とは異なる超伝導対称性が実現している可能性があると思われてきた。本研究では、スピン揺らぎの理論に基づくTc以下の熱伝導度の計算を世界で初めて行った。その結果、電子ドープ系でもやはりd波状態が実現しており、ホールドープ系との違いは準粒子寿命のk依存性によって説明できることが明らかになった。準粒子寿命のk依存性はhot spot/cold spot構造と呼ばれ、角度光電子分光によって実験的に観測され、スピン揺らぎの理論で自然に説明できる。ゆえに本研究により、電子ドープ系でもホールドープ系同様に、スピン揺らぎによるd波超伝導状態が実現することが明らかになった。
2.高温超伝導体や重い電子系、有機物超伝導体など量子臨界点近傍の金属では、ホール係数が低温で発散的に増大するが、この現象はバーテックス補正(カレントに対する多体効果)であることが知られている。本年度の研究で、弱い不純物によってバーテックス補正が小さくなる結果、ホール係数の発散的増大が不純物によって抑制されることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Giant Intrinsic Spin and Orbital Hall Effects in Sr2MO4 (M=Ru,Rh,Mo) (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Kontani, T. Tanaka, D.S. Hirashima, K. Yamada, and J. Inoue
  • 雑誌名: Physical Review Letters 100 ページ: 0966014
• [雑誌論文] Anomalous Transport Phenomena in Fermi Liquids with Strong Magnetic Fluctuations (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Kontani
  • 雑誌名: Reports on Progress in Physics 71 ページ: 02650152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theory of Thermal Conductivity in High-Tc Superconductors below Tc (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Hara, and H. Kontan
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 76 ページ: 0737054
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-Fermi Liquid Behavior in the Magnetotransport of CeMIn5 (M: Co and Rh): Striking Similarity between Quasi Two-Dimensional Heavy Fermion and High-Tc Cuprates (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakajima, H. Shishido, H. Nakai, T. Shibauchi, K. Behnia, K. Izawa, M. Hedo, Y. Uwatoko, T. Matsumoto, R. Settai, Y. Onuki, H. Kontani, and Y. Matsuda
  • 雑誌名: Physical Review B 76 ページ: 02470315
  • 査読あり
• [雑誌論文] Infrared Hall conductivity in optimally doped Bi2Sr2CaCu2O8+δ: Drude behavior examined by experiment and fluctuation-exchange-model calculations (2007)
  • 著者名/発表者名: D. C. Schmadel, G. S. Jenkins, J. J. Tu, G. D. Gu, H. Kontani, and H. D. Drew
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 75 ページ: 1405064
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intrinsic anomalous Hall effect in ferromagnetic metals studied by the multi- d -orbital tight-binding model (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kontani, Takuro Tanaka, and Kosaku Yamada
  • 雑誌名: Physical Review B 75 ページ: 18441611
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of intrinsic spin and orbital Hall effects in Pt based on a (6s,6p,5d) tight-binding model (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Kontani, M. Naoto, D. S. Hirashima, K. Yamada and J. Inoue
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 76 ページ: 1037024
  • 査読あり
• [学会発表] 強束縛系における異常ホール効果 (領域8 シンポジウム) (2008)
  • 著者名/発表者名: 紺谷浩
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 多軌道強束縛模型に基づくカイラリティー起源の異常ホール効果め理論 (2008)
  • 著者名/発表者名: 紺谷浩
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 強相関電子系における輸送現象の理論的研究(領域8 若手奨励賞受賞講演) (2007)
  • 著者名/発表者名: 紺谷浩
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-21
• [備考]
  • URL: http://www.slab.phys.nagoya-u.ac.jp/kon/