| 研究課題/領域番号 |
20K22328
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
田財 里奈 名古屋大学, 理学研究科, 特任助教 (10880023)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| キーワード | 汎関数くりこみ群 / 電荷ループ相 / 幾何学的フラストレーション / 多体効果 |
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| 研究実績の概要 |
2020年度においては、当初の研究計画で予定していた通り、汎関数くりこみ群による多体理論の構築を行いこれを完成させた。更に、得られた手法を具体的な擬１次元系模型に適用することにより、電荷ループ相の微視的機構解明の研究を行った。近年、様々な強相関電子系において電荷ループ相の発現が種々の実験によって報告されているが、そのミクロなメカニズムは未解明であり理論物性物理学の重要なテーマとなっている。
そこで本研究では、擬１次元系の結合鎖ハバード模型を用いて、電子・ボソン結合定数に対するバーテックス補正（UVC）を考慮したくりこみ群による電荷ループ相の解析を行った。更に、本研究での発展として、非局所秩序の重要なカギである構造因子を最適化する数値kくりこみ群の手法を開発した。その結果、反強磁性揺らぎの干渉効果が電荷ループ相を発現させるメカニズムを見出した。更に、1次元からの理論であるg-ologyとフェルミ液体による摂動論の両理論による解析を行うことによって、幾何学的フラストレーションがこの電荷ループ相の機構に重要であることを見出した。また、本研究結果は日本物理学会やアメリカ物理学会(APS March meeting)で学会発表をし、 Phys. Rev. B 誌のletter sectionとして出版された。更に、構造因子の決定手法である線形化ギャップ方程式の厳密な導出理論について、この研究の過程で見出した。現在、これを論文としてまとめている最中である。以上のように、 2020年度に予定していた研究を完成させ、更にこれを発展させ新規物理機構を見出す事まで成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
2020年度の当初の達成目標である「汎関数くりこみ群による構造因子を考慮した多体理論手法の確立」を完成させ、更に具体的な模型に対する適用まで行うことに成功したため、「当初の計画以上に進行している」に該当すると考える。特に、従来のくりこみ群では、構造因子の計算は特定の関数系に限って行われてきたが、本研究ではこれを超え、49個の直交基底を用いた変分法によって構造因子の最適化に成功した。これによって、様々な非局所秩序を同時並行的に考慮することが可能となり、従来の理論では得られた電荷ループ相の発現機構を解明することに成功した。更に、この理論を裏付けるため、1次元からの理論であるg-ologyとフェルミ液体による摂動論の両理論による解析を行うことによって、幾何学的フラストレーションがこの電荷ループ相の機構に重要であることを見出した。更に、構造因子の決定手法である線形化ギャップ方程式の厳密な導出理論について、この研究の過程で見出した。よって、今年度の研究は当初の研究計画を超えて大幅に進行しており、来年度も引き続きこの研究を発展させ、新規物理機構の解明に尽力していく予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
2020年度の研究を遂行する中で、49個の直交基底を用いた変分法によって構造因子の最適化に成功した。更にこの研究を遂行する上で、構造因子の決定手法である線形化ギャップ方程式(DW方程式)の厳密な導出理論を見出した。特に、Luttinger-Ward理論におけるグランドポテンシャルの最安定条件を求めることによって、本解析式を導出できることを見出した。現在、これを論文としてまとめている最中である。そこで、2021年度の研究の発展として、本グランドポテンシャルから得られるGL自由エネルギーを用いてマクロな電荷ループカレントの安定条件を見出す事を計画している。これによって、近年の研究課題である非局所秩序のミクロな理論に加えて、マクロな理論までも本研究によって解明できる予定である。特に実験によって最近、非局所秩序相の異常な熱力学関数の振る舞いが観測され議論の的になってえいる。今後の研究によってこの振る舞いまで、説明することに挑戦する予定である。更に、今後はより具体的な銅酸化物高温超伝導やイリジウム系に適用し、実験的に得られている電荷ループ相と本理論の関係性を見出す予定である。実験家との綿密な連携によってこれを遂行していきたいと考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初の予定では、国外に渡航して国際学会への参加を予定していたが、コロナウイルスの蔓延によって渡航が中止となり、これによって余剰分が生じた。
今年度は、積極的に国際学会へ参加する予定である。
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