2023 Fiscal Year Annual Research Report
Novel multi-fluctuation theory by a multi-orbital higher-order many-body effect
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17K05543
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
大成 誠一郎 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (80402535)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ネマティック秩序 / 強相関電子系 / 鉄系超伝導体 / ツイスト2層グラフェン / Ni酸化物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カゴメ格子超伝導体の3次元CDW秩序の解析を行った。その際にGinzburg Landau (GL) 理論の2次項に対応するDensity wave (DW)方程式の固有値を計算し、更にGL理論を用いて、3次の自由エネルギーを計算した。DW方程式の固有値の秩序波数依存性からは3次元的に star-of-David (SoD) 型の2×2ボンド秩序とTri-hexagonal (TrH) 型の2×2ボンド秩序が交互に積層したCDW秩序の出現が示唆された。一方、GL理論の3次項からは、SoDボンド秩序が層間にズレて積層するCDW秩序が最安定となることが分かった。しかしながら、DW方程式の固有値とGL理論の3次項のqz依存性は小さいため、3次元構造が安定に決まるとは言いがたい。実際に、実験で示唆される3次元CDW秩序は実験手法により異なっており、qz依存性の小さな計算結果と対応すると考えられる。
研究期間全体を通じて実施した研究の成果について以下にまとめる。
1．鉄系超伝導体の多彩なネマティック秩序の解明：鉄系超伝導体の典型的なネマティック秩序は軌道秩序で説明されるが、高ホールドープ系では45°回転したネマティック秩序、BaFe2As2やNaFeAsにおいては構造等転移温度以上から隠れたネマティック秩序が出現することが高次多体効果を取り入れたDW方程式を解くことで物質依存性も含めて、統一的に理解できた。
2．新規強相関電子系魔法角ツイスト2層グラフェン(MATBG)のネマティック秩序：MATBGにおいてはスピン・バレーの混成自由度によるSU(4)対称性が局所クーロン相互作用に存在する。そのSU(4)揺らぎ間の干渉効果により、ネマティックボンド秩序が出現することを示した。
以上のように多軌道高次多体効果により、様々な揺らぎが発達し、その干渉機構等で新規秩序が説明されることを示した。
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Research Products
(12 results)
