Variational Monte Carlo study of impurity effects on filling-control-type Mott transitions

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モット絶縁体に電荷キャリアを化学的にドープした（結晶中の伝導領域で電荷中性が崩れた）場合、実験では有限ドープ率まで絶縁体に留まる。このフィリング制御型モット転移がどのような機構で起こるのかを、変分モンテカルロ法により明らかにすることがこの研究の第一の目的である。さらに、平行して研究している光励起などによる電荷中性を保ったまま電荷キャリア（ダブロンとホロン）を導入した場合との差異を調べる。前年度の計算で、一体部分の最適化により不純物効果を制御する試行波動関数には利点が多いことが判ったので、それをフラストレートした2次元正方格子における不純物ハバード模型に適用し、化学的にドープした反強磁性状態と常磁性状態（正常状態）について、（系のサイズ依存性の確認を含む）本計算を行った。主にフィリング制御型モット転移を考える上で重要な物理量（二重占有率、不純物サイトとホストサイトの電子密度、交替磁化など）や変分変数（不純物ポテンシャル制御因子やダブロン-ホロン束縛因子）のモデルパラメータ［相互作用強度 (U/t)、不純物ポテンシャルの大きさ（V/t）、フラストレーションの強さ（t’/t）、ドープ率（δ）、不純物濃度（δi）］への依存性を調べた。これらの変数はいずれも重要であり、計算を広大な空間で網羅的に行ったため、結果の概要を簡便に述べることは難しい。その中で、フィリング制御型モット転移に関する特に重要な成果として、反強磁性状態と常磁性状態で共通して、非不純物ドープ系（δi=0）では得られなかった有限ドープ率（δ＞0）でのモット絶縁体化が、δi≧δでかつ斥力型Vの不純物ドープ系では起こることを示すことができた。今年度の計算では、δ＞0でのモット絶縁体が出現する領域についての定量的な相図を、様々なパラメータ空間で描くことに成功した。