周期的アンダーソン模型における非局所動的相関効果の拡張動的平均場理論による研究

本研究の目的は、重い電子系の物性の特徴を含む基礎的模型である周期的アンダーソン模型の一粒子励起スペクトルの計算を行うことによって、この模型の性質に局所相関と非局所相関が如何に寄与しているのかを明らかにすることであった。この模型の解法に従来から用いられて動的平均場近似において考慮が不十分な非局所相関効果を取り入れるために、動的平均場近似を拡張する手法である動的クラスター近似の手法を用いる計算機プログラムの開発を行なった。動的クラスター近似における計算プロセスは、有効媒質を自己無撞着に決めながら、有効クラスター模型を繰り返し解くことである。有効クラスター模型の解法にはNCA法を用い、多数の複素関数の連立積分方程式を自己無撞着に解くプロセスで並列スーパーコンピュータ向きのチューニングを行ない、以下の結果を得た。ハーフフィリングモデルにおいては、f電子のバンド分散をわずかに与え、近藤絶縁体とならない場合を調べた。近藤格子極限の場合に従来の動的平均場近似計算でフェルミ準位に現れるコヒーレンスピークが、反強磁性RKKY相関によって著しく抑制され、ギャップ的構造となる。伝導電子バンドのフィリングが小さい場合には、フェルミ準位にシャープなコヒーレントピークが現れる。このことは、反強磁性RKKY相関がハーフフィリングの場合に比べて小さくなったことにより説明できた。伝導電子バンドのフィリングが中間的な場合には、コヒーレントピークの特性エネルギーが非常に小さくなった。

本研究の目的は、重い電子系の物性の特徴を含む基礎的模型である周期的アンダーソン模型の一粒子励起スペクトルの計算を行うことによって、この模型の性質に局所相関と非局所相関が如何に寄与しているのかを明らかにすることであった。この模型の解法に従来から用いられて動的平均場近似において考慮が不十分な非局所相関効果を取り入れるために、動的平均場近似を拡張する手法である動的クラスター近似の手法を用いる計算機プログラムの開発を行なった。動的クラスター近似における計算プロセスは、有効媒質を自己無撞着に決めながら、有効クラスター模型を繰り返し解くことである。有効クラスター模型の解法にはNCA法を用い、多数の複素関数の連立積分方程式を自己無撞着に解くプロセスで並列スーパーコンピュータ向きのチューニングを行ない、以下の結果を得た。ハーフフィリングモデルにおいては、f電子のバンド分散をわずかに与え、近藤絶縁体とならない場合を調べた。近藤格子極限の場合に従来の動的平均場近似計算でフェルミ準位に現れるコヒーレンスピークが、反強磁性RKKY相関によって著しく抑制され、ギャップ的構造となる。伝導電子バンドのフィリングが小さい場合には、フェルミ準位にシャープなコヒーレントピークが現れる。このことは、反強磁性RKKY相関がハーフフィリングの場合に比べて小さくなったことにより説明できた。伝導電子バンドのフィリングが中間的な場合には、コヒーレントピークの特性エネルギーが非常に小さくなった。