2016 Fiscal Year Research-status Report
有機導体のディラック電子系における異常物性の統一的解明
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15K05166
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
小林 晃人 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (80335009)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ディラック電子 / 電荷秩序 / 電子相関 / 有機導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究の概要：有機導体のディラック電子系では実験技術の進歩によりパラドックス的異常物性が浮かび上がってきた。すなわち測定手段に依りディラックコーンが有限ギャップ、または砂時計型、と全く異なって見えるのである。本研究では、この事実の背後に潜むメカニズムを理論的に究明する。これにより、ディラック電子系の真の姿は何であるかという最も基礎的な問題を解明し、広範な物質に展開する「ディラック電子系の固体物理」の普遍的概念の探求に貢献することをめざしている。
具体的内容：本年度は有機導体のディラック電子系において、NMRで観測された磁化率の抑制における異方的速度繰り込みの役割を理論的に解明し、長距離クーロン相互作用による自己エネルギーの重要性を明らかにした。また、ディラック電子相に隣接する電荷秩序相の中に有限のギャップを持ったディラック電子状態が存在することを示し、ここでのエッジ状態やドメインウォールにおける電気伝導やバレーホール効果の可能性を指摘した。
意義：本研究では有機導体のディラック電子系の特徴である傾斜したディラック電子と異方的遮蔽効果を考慮し、NMRから見たディラック電子系のバンド構造は円錐型ではなく、傾いた砂時計型であることを示した。また、質量ゼロのディラック電子相と電荷秩序相の間に「質量有限の」ディラック電子相が存在することを理論的に明確に示した。これらの結果より、相互作用するディラック電子系の真の姿が浮かび上がってきた。
重要性：有機導体のディラック電子系は電荷秩序相と隣接するため電子間相互作用効果が強く、相互作用するディラック電子系の固体物理を研究する舞台として注目されている。本研究により得られた知見は有機伝導体のみならず、広汎な物質で見出されるディラック/ワイルフェルミオン系での電子相関効果の研究に波及効果を及ぼすことが期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
有機導体のディラック電子系における長距離クーロン相互作用による異方的速度繰り込みに起因する磁化率の抑制、および短距離クーロン相互作用によるバンド間散乱に起因するフェリ磁性分極に関し、東大、東北大、東京理科大、およびグルノーブルの実験・理論研究者による共同研究を推進した。その成果はNat. Commun.に掲載され、プレスリリースも行われた。フェリ磁性分極に関する詳細な理論解析の結果はJ. Phys. Soc. Jpn.に掲載された。また、ディラック電子相に隣接する電荷秩序絶縁体相における質量有限のディラック電子相と非自明な伝導チャンネルを示し、D. Liuら（東大）の実験を説明できる可能性を指摘した。この成果はJ. Phys. Soc. Jpn.に掲載された。これらの成果により、本研究は当初の計画以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）東大、東北大、東京理科大、およびグルノーブルとの共同研究をさらに推進し、NMRにより観測されるコリンハ比の異常な増大のメカニズムの解明をめざす。
２）ディラック電子相に隣接する電荷秩序絶縁体相における質量有限のディラック電子相における電気伝導率やゼーベック係数の数値計算を行い、実験結果との比較を行う。
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| Causes of Carryover |
当初見積もりに比べ、本年度計画の遂行のために必要な旅費と論文出版費を低価格に抑えることが出来たため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初計画より海外の国際会議が増える見込みのため、海外渡航費に使用する計画である。
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