強相関物質におけるボソン自由度の形成とその量子凝縮に関する計算物理学的新展開

计算物理学关于强相关材料中玻色子自由度的形成及其量子凝聚的新进展

• 批准号: 19J10805
• 负责人: 山口 伴紀
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J10805/
• 关键词: 第一原理計算; 密度行列くりこみ群; 有限温度; 有限温度系; フラストレート系; 動的平均場理論

本研究は、強相関電子系における特異な揺らぎを起源とした相転移現象の解明とそのための数値計算手法の開発である。本年度は、第一原理計算法、動的平均場法、密度行列くりこみ群法を用いて、特に以下の3課題に取り組んだ。1. 1次元擬カゴメ鎖における有効スピン１鎖の出現と分極の分数量子化: フラストレートした低次元量子系では、基底状態近傍でマクロな数の状態が縮退しており、その縮退を解くために秩序化するというorder-by-disorder機構が古くから知られ、現在も精力的な研究がなされている。本研究では1 次元擬カゴメ鎖の研究を行った。この模型は、現実に存在する物質、Ba3Cu3In4O12とBa3Cu3Sc4O12で実現していると考えられている。これらの物質は特徴的な温度-磁場相図を持ち、低温では磁場の印加によって反強磁性-スピンフロップI-スピンフロップII-強磁性という相転移を示す。この模型に関しては特定の点近傍での理論的な研究はあるが、全体像は明らかになっていなかった。物理量の解析から、この模型には3種類の磁性相と2種類の非磁性相が存在することを明らかにした。これらの性質は有効的なスピン1鎖とその分数量化によって説明できる。2. 層状LiVS2において電子線照射下で現れる無秩序ジグザグ鎖分子のスローダイナミクス: 本研究では、層状化合物LiVS2に対し理論計算を行い、中間温度領域で出現する特異な長距離揺らぎを持つ相の研究を行った。この相はソフトマターの一種である柔粘性結晶に分類される特徴を示し、本研究は『無機柔粘性結晶』という新たな機能性材料開発の方向性を示すものである。3. MoO2のLiインターカレートによる絶縁化の理論的研究: 本研究では、LiMoO2に対し第一原理計算と動的平均場法を組み合わせた計算を行い、MoO2へのLiドープにより生じる絶縁化の機構を明らかにした。

This study は masato, strong phase an electronics に お け る specific な 揺 ら ぎ を origin と し planning た phase shift phenomenon の interpret と そ の た め の the numerical computing technique の open 発 で あ る. This year, に, the first principles calculation method, the moving average field method, and the density row-column く and <s:1> group method を were used. Youdaoplaceholder5 て and に were selected as the に group んだ for the following three topics. 1. The 1-dimensional pseudo-カ ゴメ lock における is effective for スピ <e:1> 1 lock <s:1> results in と polarization <e:1> fractional quantization: フ ラ ス ト レ ー ト し た low dimensional quantum system で は, basal condition nearly alongside で マ ク ロ な several の が retreat し て お り, そ の retreat を solution く た め に bringing す る と い う order - by - disorder institutions が ancient く か ら know ら れ, now も energy な が な さ れ て い る. This study で で is a one-dimensional plan to カゴメ lock カゴメ to study を rows った. は こ の model, now be に exist す る material, Ba3Cu3In4O12 と Ba3Cu3Sc4O12 で be presently し て い る と exam え ら れ て い る. こ れ ら の material は な temperature - field phase of 徴 図 を hold ち, low-temperature で は magnetic の Inca に よ っ て against strong magnetic - ス ピ ン フ ロ ッ プ I - ス ピ ン フ ロ ッ プ II - strong magnetic と い planning う phase shift を す. こ の model に masato し て は particular の point nearly alongside で な research in the theory of の は あ る が, all like は Ming ら か に な っ て い な か っ た. Quantities の parsing か ら, こ の model に は 3 kinds と の magnetic phase 2 kinds の non-magnetic phase が exist す る こ と を Ming ら か に し た. The <s:1> れら れら property effective なスピ <e:1> 1-lock とそ <s:1> fractional quantification によって explanation で る る る. 2. Layered LiVS2 に お い で れ now under て electron irradiation る chaotic ジ グ ザ グ molecular lock の ス ロ ー ダ イ ナ ミ ク ス : this study で は, layered compounds LiVS2 に し seaborne theoretical calculation of line を い, middle temperature fields appear で す る specific な long-distance 揺 ら ぎ を hold つ phase の を line っ た. こ の phase は ソ フ ト マ タ ー の a で あ る soft sticky crystallization に classification さ れ る, 徴 を し, this study は "inorganic soft sticky と" い う new た な functional materials open 発 の を direction shown す も の で あ る. 3. MoO2 の Li イ ン タ ー カ レ ー ト に よ る never try の theory research: this research で は, LiMoO2 に し seaborne first principles calculation と moving average field method を group み close わ せ た computing を い, MoO2 へ の Li ド ー プ に よ り raw じ る never try the の institutions を Ming ら か に し た.

项目成果

Slow dynamics of disordered zigzag chain molecules in layered LiVS2 under electron irradiation

• DOI: 10.1038/s41535-021-00313-w
• 发表时间: 2021-02
• 期刊: npj Quantum Materials
• 影响因子: 5.7
• 作者: N. Katayama;K. Kojima;Tomoki Yamaguchi;Sosuke Hattori;S. Tamura;K. Ohara;Shintaro Kobayashi;K. Sugimoto;Y. Ohta;K. Saitoh;H. Sawa

Robust atomic orbital in the cluster magnet LiMoO2

• DOI: 10.1103/physrevb.102.081106
• 发表时间: 2020-08
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: N. Katayama;H. Takeda;T. Yamaguchi;Y. Yamada;K. Iida;Masashi Takigawa;Yukinori Ohta;Hiroshi Sawa

Observation of a Novel Phase Transition in Sr7Re4O19

Sr7Re4O19 中新型相变的观察

• DOI: 10.7566/jpsj.89.054703
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Yutaka Ueda;Mina Murase;Yoshiaki Kobayashi;Masayuki Itoh;Takeshi Yajima;Tomoki Yamaguchi;Ryo Takahashi;Koudai Sugimoto;Yukinori Ohta
• 通讯作者: Yukinori Ohta

LiVS2のS-Se置換による短距離秩序構造の変化

LiVS2 中 S-Se 取代导致短程有序结构的变化

• 发表时间: 2019
• 作者: 小島慶太;山口伴紀;塩見学;片山尚幸;太田幸則;澤博
• 通讯作者: 澤博

IFW Dresden/TU Dresden/University of Greifswald(ドイツ)

德累斯顿 IFW/德累斯顿工业大学/格赖夫斯瓦尔德大学（德国）