極限環境下の分子性導体における集団的な電荷ダイナミクスの理論

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α型およびθ型有機塩(BEDT-TTF)_2Xの電荷秩序相転移の詳細比較: 2次元1/4フィリング系のα型およびθ型のBEDT-TTF塩は、ともに長距離クーロン相互作用が効いて、低温で電荷秩序をもつ。しかしθ型は電子格子相互作用なしでは、低温での結晶構造も水平ストライプ型の電荷秩序も再現されないこと、分子回転によるトランスファー積分の変調が効くこと、α型は電子格子相互作用の影響が小さいことを示した。どちらの塩も不連続転移をするが、θ型はとびが大きく、α型はとびが小さいことも理論的に再現する。θ型では高温で3倍周期の電荷相関をもつことと関係している。これらを基に、電荷秩序の光誘起融解ダイナミクスにおける格子効果の違いを示した。金属絶縁体界面を通した電荷輸送特性の絶縁機構による違い:金属と絶縁体を接すると、一般に仕事関数が異なるためにショットキー障壁が生じる。通常のバンド絶縁体の場合は、電圧の向きによって電流の絶対値が大きく変わる整流作用が現れ、モット絶縁体の場合は、整流作用が抑制されることを示した。界面付近のポテンシャル変化を求める際に、電子密度とポテンシャルの関係を仮定することにより解析的にポワソン方程式の解を求め、それを用いた量子的時間発展計算を行った。バンド絶縁体とモット絶縁体の電流電圧特性を実験結果と比較し、非常に良い一致をみた。さらにこの結果を、非平衡グリーン関数により解析し、モット絶縁体の場合は界面とバルクの電子状態が密接に関連していることを示した。