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2009 年度 実績報告書

近藤系における部分近藤スクリーニングによる自己組織化と新奇な磁気伝導現象

研究課題

研究課題/領域番号 21340090
研究機関東京大学

研究代表者

求 幸年  東京大学, 大学院・工学系研究科・物理工学専攻, 准教授 (40323274)

研究分担者 宇田川 将文  東京大学, 大学院・工学系研究科・物理工学専攻, 助教 (80431790)
キーワード物性理論 / 強相関電子系 / 計算物理 / 磁性 / 低温物性
研究概要

備品としてPCクラスタ計算機システムを導入し、研究計画遂行のための計算機環境の構築を行い、同時に計算用のプログラムコードの整備を進めた。
三角格子上の近藤ネックレス模型および近藤格子模型の基底状態を、高精度変分モンテカルロ法を用いて調べ、磁気秩序相と近藤スピン液体相の間に、部分近藤スクリーニング(PKS)相が現れることを見出した。PKS相の安定化に、量子揺らぎとスピンの異方性が重要な寄与をしていることを明らかにした。また伝導電子が、磁気秩序相を相対的に安定化するとともに、PKS相において電荷分離を引き起こすという重要な働きをしていることを見出した。これらの結果は、量子的な計算を通じて初めてPKS相の出現を示した重要なものであり、最近盛んに議論されている近藤系における量子臨界点にまつわる物理において新しい視点を切り拓くものである。
パイロクロア格子上の古典的な局在スピンと結合した近藤格子模型の性質をモンテカルロシミュレーションを用いて調べ、相競合の様子を明らかにした。古典スピン間の反強磁性交換相互作用を強くしておくと、二重交換相互作用で安定化していた強磁性金属相が徐々に不安定化し、フラストレーションによって反強磁性が強く抑制された常磁性金属相へと転移することを見出した。この常磁性金属相は、強いスピン揺らぎによって電気伝導がインコヒーレントであり、特に臨界点付近では温度依存性がほとんどない非フェルミ液体状態となる。また、相競合領域では金属状態間の相分離状態が現れることも見出した。これらの結果は、Moパイロクロア酸化物において最近見出された圧力下の奇妙な振る舞いを良く説明するため、この物質系の理解を進めていく上で重要なものである。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Phase competition in the double-exchange model on the frustrated pyrochlore lattice2010

    • 著者名/発表者名
      Yukitoshi Motome
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 104

      ページ: 106407-1-106407-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chirality-driven mass enhancement in the kagome Hubbard model2010

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Udagawa
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 104

      ページ: 106409-1-106409-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ferromagnetic transition in the double-exchange model on the pyrochlore lattice2010

    • 著者名/発表者名
      Yukitoshi Motome
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 200

      ページ: 01211-1-012131-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chirality-spin separation in the Hubbard model on the kagome lattice2010

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Udagawa
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 200

      ページ: 012214-1-012214-4

    • 査読あり
  • [学会発表] 一次元π-d系の有限温度相図2010

    • 著者名/発表者名
      大塚雄一
    • 学会等名
      日本物理学会2010年第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] 電荷フラストレート系における局所束縛条件と電子状態2010

    • 著者名/発表者名
      石塚大晃,宇田川将文,求幸年
    • 学会等名
      日本物理学会2010年第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-22
  • [学会発表] フラストレート伝導電子系の特異な性質:"ice rule"局所拘束系との結合効果2010

    • 著者名/発表者名
      宇田川将文,石塚大晃,求幸年
    • 学会等名
      日本物理学会2010年第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-22
  • [学会発表] 三角格子上の強磁性近藤模型におけるスピンカイラリティ秩序と異常ホール効果2010

    • 著者名/発表者名
      赤城裕,求幸年
    • 学会等名
      日本物理学会2010年第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] 近藤格子系における部分近藤スクリーニングの変分モンテカルロ法による研究2010

    • 著者名/発表者名
      中三川京弥,山地洋平,宇田川将文,求幸年
    • 学会等名
      日本物理学会2010年第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] Spin-charge coupled phenomena in Mo pyrochlore oxides under pressure : Monte Carlo study of the double-exchange model on a frustrated pyrochlore lattice2010

    • 著者名/発表者名
      Yukitoshi Motome
    • 学会等名
      APS March Meeting 2010
    • 発表場所
      Portland, Oregon, USA
    • 年月日
      2010-03-18
  • [学会発表] Chirality-driven heavy-fermion behavior in kagome Hubbard model2010

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Udagawa
    • 学会等名
      APS March Meeting 2010
    • 発表場所
      Portland, Oregon, USA
    • 年月日
      2010-03-16
  • [学会発表] Geometrical frustration and macroscopic residual entropy in an elemental boron explained by a frustrated Ising model2010

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ogitsu
    • 学会等名
      APS March Meeting 2010
    • 発表場所
      Portland, Oregon, USA
    • 年月日
      2010-03-16
  • [学会発表] 一次元π-d系における電荷秩序と有限温度物性2009

    • 著者名/発表者名
      大塚雄一
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-28
  • [学会発表] パイロクロア格子上の二重交換模型における相競合と相分離2009

    • 著者名/発表者名
      求幸年,古川信夫
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-27
  • [学会発表] カゴメ格子ハバードモデルにおけるカイラリティと重い電子状態形成2009

    • 著者名/発表者名
      宇田川将文,求幸年
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-27
  • [学会発表] Phase competition and large residual entropy in the pyrochlore double-exchange system2009

    • 著者名/発表者名
      Yukitoshi Motome
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2009
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      2009-07-26
  • [学会発表] Phase competition in the pyrochlore double exchange system2009

    • 著者名/発表者名
      Yukitoshi Motome
    • 学会等名
      Joint European Japanese Conference : Frustration in Condensed Matter
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 年月日
      2009-05-12
  • [備考]

    • URL

      http://www.motome-lab.t.u-tokyo.ac.jp/

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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