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2012 年度 実績報告書

多変数変分モンテカルロ法を用いた鉄系超伝導体の超伝導機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23740261
研究機関東京大学

研究代表者

三澤 貴宏  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10582687)

キーワード高温超伝導体 / 第一原理計算 / 強相関電子系 / 鉄系超伝導体
研究概要

鉄系超伝導体の第一原理有効模型の解析を昨年度に引き続きおこなった。特にLaFeAsO以外の鉄系超伝導体の解析を行い、我々の用いている第一原理ダウンフォールディング法の検証を行うとともに、LaFeAsOにおける超伝導発現可能性の系統的な計算を行った。従来では精密な理論解析を行うのが困難だった、強相関かつ多軌道(5軌道)という系に対して、量子揺らぎ及び空間相関を考慮した高精度な計算を実行した。
(1) FeTeにおける磁気秩序の解明
鉄系超伝導体の母物質の多くでストライプ秩序と呼ばれる磁気秩序相が実現しているが、FeTeではバイコリニアという他の物質とは異なる磁気秩序が実現している。このFeTeでの特異な磁気秩序の微視的な起源を第一原理有効模型を解析することで明らかにした。その結果、相互作用、とくにフント結合の大きさがバイコリニアの安定性と密接に関わっていることを明らかにした。さらに、鉄系超伝導体の有効模型は5軌道の自由度があるが、鉄系超伝導体を通じて磁性を中心的に担っているのは特定の一つの軌道(X2-Y2)であり、この軌道の相関効果が磁性パターンを制御していることに明らかにした。これは鉄系超伝導体における磁気秩序の多彩さを統一的に理解する基盤を与えたことになる。
(2) 超伝導相の安定性への吟味
LaFeAsOの有効模型について昨年度までに電子濃度、相互作用を系統的に変化させた大域的な相図を完成させた。今年度は実験と直接的に対応する電子ドープの領域での超伝導相の発現可能性を吟味した。系のサイズを5軌道かつ10×10のサイズ、変分パラメータの数にして10000を超える計算を行った。その結果、10-30%のドーピングで超伝導の安定性が最大になることを明らかにした。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Mott Transition and Phase Diagram of κ-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2 Studied by Two-Dimensional Model Derived from Ab initio Method2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Shinaoka, Takahiro Misawa, Kazuma Nakamura, Masatoshi Imada
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 81 ページ: 034701(1-12)

    • DOI

      10.1143/JPSJ.81.034701

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab Initio Evidence for Strong Correlation Associated with Mott Proximity in Iron-Based Superconductors

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Misawa, Kazuma Nakamura, and Masatoshi Imada
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Let.

      巻: Vol. 108 ページ: 177007(1-5)

    • DOI

      DOI:10.1103/PhysRevLett.108.177007

    • 査読あり
  • [学会発表] Analyses of High-Temperature Superconductivity in Doped Hubbard Model -High-Precision Variational Monte Carlo Study-2013

    • 著者名/発表者名
      三澤 貴宏、今田 正俊
    • 学会等名
      APS March meeting 2013
    • 発表場所
      Baltimore, USA
    • 年月日
      20130318-20130322
  • [学会発表] 第一原理電子状態計算法を用いた高温超伝導の機構解明2013

    • 著者名/発表者名
      三澤 貴宏
    • 学会等名
      平成24年度「京」を中核とするHPCIシステム利用研究課題中間報告会
    • 発表場所
      イイノカンファレンスセンター (東京都千代田区)
    • 年月日
      20130314-20130315
  • [学会発表] ハバード模型における高温超伝導再考2012

    • 著者名/発表者名
      三澤 貴宏
    • 学会等名
      強相関電子系理論の最前線 - 若手によるオープン・イノベーション -
    • 発表場所
      紀伊勝浦
    • 年月日
      20121213-20121215
  • [学会発表] 第一原理電子状態計算法をもとにした高温超伝導体にたいする電子状態計算2012

    • 著者名/発表者名
      三澤 貴宏、今田 正俊
    • 学会等名
      第3回 CMSI 研究会~超並列計算が拓く新しい計算物質科学~
    • 発表場所
      自然科学研究機構 岡崎コンファレンスセンター
    • 年月日
      20121203-20121205
  • [学会発表] Ab initio Evidence of Strong Correlation and Large Mott Proximity in Iron-based Superconductors2012

    • 著者名/発表者名
      三澤 貴宏、中村 和磨、今田 正俊
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism (ICM2012)
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      20120708-20120713
  • [学会発表] Ab initio study of iron-based superconductors -Roles of electron correlations and large Mott proximity-2012

    • 著者名/発表者名
      三澤 貴宏
    • 学会等名
      International Conference on Heavy Electrons and Novel Quantum Phases (ICHN 2012)
    • 発表場所
      Gyeongju, Korea
    • 年月日
      20120705-20120707
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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