2016 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of phase diagram and mechanism of superconductivity in strongly correlated multi-orbital electron systems
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26800185
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
大成 誠一郎 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (80402535)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超伝導 / 強相関電子系 / 輸送現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は鉄系超伝導体における輸送係数の面内異方性についての研究を行った。
鉄系超伝導体においては、一般的に低ドープ領域において、構造相転移が起きることで結晶の４回対称性が破れ2回対称性を持つネマティック相が現れる。このネマティック相において、特徴的な輸送係数の面内異方性が現れるため、ネマティック相の起源を解明することを念頭に輸送係数の計算を行った。
具体的には、第一原理計算に基づく多軌道ハバードモデルを作成し、ネマティック相の起源を軌道秩序であると考え、軌道秩序によるスピン揺らぎの面内異方性を取り扱った。その軌道依存したスピン揺らぎによる自己エネルギーを自己無撞着に求め、輸送係数の面内異方性を久保公式により計算した。その結果、FeSeとBa122系において抵抗率の面内異方性が逆になるという実験結果を再現することに成功したため、鉄系超伝導体におけるネマティック相の起源が軌道秩序であることが強く示唆される。
研究期間全体の研究成果として、鉄系超伝導体の相図全体の理解が著しく進んだことがあげられる。
具体的には、HドープしたLaFeAsOにおける低ドープ領域と高ドープ領域において、それぞれ異なるタイプの構造相転移が現れ、その近傍で高い超伝導転移温度を持つ超伝導が現れることを我々が開発した高次多体効果を取りこんだ自己無撞着バーテックス補正(SC-VC)理論により説明することに成功した。また、このSC-VC理論に基づき、常圧でスピン秩序が存在しないFeSeにおけるネマティック相を説明することにも成功し、更にFeSeにおける軌道分極の波数依存性を計算した結果、角度分解光電子分光の実験結果と整合した結果を得ることに成功した。
以上の結果から、鉄系超伝導体における、スピン秩序相、ネマティック相、超伝導をSC-VC理論により統一的に説明できることが明らかとなった。
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