2004 Fiscal Year Annual Research Report
酸化物格子における電子間相互作用と電子-格子相互作用の協力と競合
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16540305
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石原 純夫 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (30292262)
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| Keywords | 電子間相互作用 / 電子格子相互作用 / 酸化物格子 / 高温超伝導 / 軌道の自由度 / 誘電体 |
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| Research Abstract |
(1)銅酸化物高温超伝導における電子格子相互作用とバーテックス補正
申請者らがこれまでに行ってきたt-J模型におけるスレーブボゾン平均場近似による解析を基にして、本年度は平均場近似を越えてバーテックス補正の考察と解析を行った。電子間相互作用の強い系における電子格子相互作用においては、そのバーテックス補正が重要な役割を果たす事が良く知られている。これはスレーブボソンの言葉を用いると平均場からの揺らぎからなる集団モードを理論により入れること相当している。これをグリーン関数を用いたダイアグラム法で考慮する事により計算を行い、バーテックス補正を行わない場合の計算結果並びに実験との比較検討を行った。主な結果を以下にまとめる。(a)バーテックス補正を取り入れることで、ハーフ・ブリージング・モードと呼ばれる酸素の格子振動モードによるd波超伝導に対する引力相互作用が著しく増強される。これはバーテックス補正により取り入れられた、モット絶縁体近傍の強い電子相関効果に由来するものと解釈される。(b)この結果、超伝導の凝集エネルギーが大きな負の値となる。(c)ハーフ・ブリージング・モードのゾーン境界近傍のソフト化が増大され、特に(2π/3,0)-(π,0)領域において大きなソフト化が生じる。これは最近の中性子非弾性散乱実験、X線非弾性散乱実験の結果を良く再現するものである。
(2)軌道縮退のある酸化物格子におけるヤーンテラー効果と電子間相互作用
軌道の自由度を有するペロフスカイト型チタン、バナジウム酸化物において、電子間相互作用とヤーン・テラー型電子格子相互作用の両者を考慮する事で、軌道の励起状態の解析を行った。これに対して得られた結果について概要を述べる。YVO_3とLaVO_3ではそれぞれC型ならびにG型と呼ばれる反強磁性型軌道秩序が実現している事が知られているが、後者が電子間相互作用のみで安定となることに対して、前者は電子間相互作用と電子格子相互作用の両者存在して初めて安定していることが明らかとなった。これを反映して、前者の相は非常に少数のキャリアー導入に対して不安定となる事が理論計算により示され、これはY_<1-x>Ca_xVO_3最近の実験結果を説明するものである。
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