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2022 年度 実績報告書

デュアル・フェルミオン法による多軌道系のモット転移と高エネルギー分光理論

研究課題

研究課題/領域番号 18K03541
研究機関広島大学

研究代表者

田中 新  広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (70253052)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワードデュアルフェルミオン法 / 強相関電子系 / ハバードモデル / 金属絶縁体転移
研究実績の概要

電子相関の強い系の典型物質である、銅酸化物超伝導体について、次近接ホッピングまで考慮した正方格子ハバードモデルを用いて議論した。近似方法として、Lanczos厳密対角化法を有効アンダーソンモデルのソルバーとして用いたデュアルフェルミオン法を採用した。 この系のいくつかの典型的なパラメータについて、異常金属状態、擬ギャップ状態、超伝導状態、相分離状態の形成について調べ、それらの反強磁性揺らぎとの関連について総合的な研究を行った。特に、新たに開発したLanczos厳密対角化法を用いることで、一般的に用いられている量子モンテカルロ法と比べ、低温での計算を正確に行うことができ、擬ギャップ相でのフェルミ準位近傍のスペクトル関数の振る舞いや、異常金属相における準粒子のプランク極限散乱について詳細な議論を行うことができた。さらに、電子相関の強い有機伝導体等のモデルとして、異方的な三角格子ハバードモデルについても調べた。計算方法については、電子-正孔対称性がない場合について、計算をより正確にするための自己エネルギー補正の方法などの提案を行った。また、実験の研究者と協力し、遷移金属酸化物の具体的な系の電子状態についても議論した。
当初計画していた1軌道系のデュアルフェルミオン法の計算プログラムの多軌道および多サイト系への拡張については、有効不純物アンダーソンモデルの2体グリーン関数の計算方法の多軌道の場合への拡張等は達成できたものの、具体的な系の計算を行うには至らなかった。今後も引き続きプログラムの開発を行う予定である。また、このような計算を行うために必要な計算時間、メモリ容量は1軌道の場合と比べて大幅に増加するため、厳密対角化法だけでなく、多体系の波動関数を効率的に計算する方法であるテンソルネットなどを用いることや、最近、新たに開発されたデータの圧縮方法を用いることも検討したい。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max Planck Institute
  • [雑誌論文] Paramagnetic LaCoO3: A Highly Inhomogeneous Mixed Spin-State System2023

    • 著者名/発表者名
      Takegami D.、Tanaka A.、Agrestini S.、Hu Z.、Weinen J.、Rotter M.、Schueler-Langeheine C.、Willers T.、Koethe T. C.、Lorenz T.、Liao Y. F.、Tsuei K. D.、Lin H.-J.、Chen C. T.、Tjeng L. H.
    • 雑誌名

      Physical Review X

      巻: 13 ページ: 011037/1-10

    • DOI

      10.1103/PhysRevX.13.011037

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Stability of the Pb divalent state in insulating and metallic PbCrO32023

    • 著者名/発表者名
      Zhao Jianfa、Haw Shu-Chih、Wang Xiao、Cao Lipeng、Lin Hong-Ji、Chen Chien-Te、Sahle Christoph J.、Tanaka Arata、Chen Jin-Ming、Jin Changqing、Hu Zhiwei、Tjeng Liu Hao
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 107 ページ: 024107/1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.107.024107

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ハバードモデルの擬ギャップ状態における自己エネルギーの特異な波数、周波数依存性2023

    • 著者名/発表者名
      田中 新
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
  • [学会発表] Planckian metallic state in the two-dimensional Hubbard model2022

    • 著者名/発表者名
      Arata Tanaka
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 銅酸化物超伝導体の異常金属状態における準粒子のプランク極限散乱2022

    • 著者名/発表者名
      田中 新
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会

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公開日: 2023-12-25  

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