近藤絶縁体の理論

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最近、Ce_3Bi_4Pt_3に代表される近藤絶縁体と呼ばれる新しい物質群が注目を集めている。本研究では、近藤絶縁体を格子アンダーソン模型を用いて理論的に調べた。本研究代表者はこれまでの研究で、この模型を軌道縮重度Nが大きな極限でもサイト間相関効果が十分に取り込める形に修正して、N→∞の極限で局所拘束条件を満たす厳密な1粒子グリーン関数を与える自己無撞着積分方程式を導き、この方程式を数値的に解くことにより重い電子系の振舞いを全温度領域で統一的に記述した(Y.Ono et al.:J.Phys.Soc.Jpn.60(1991)3475)。この自己無撞着積分方程式を近藤絶縁体を導くパラメータ領域に対して数値的に解くことにより、以下の結果を得た。1.伝導電子とf電子の総数がユニットセルあたり2個(一般には偶数)の時、この系は近藤絶縁体として振る舞う。2.高温T>E_0では、電気抵抗の対数温度依存性や帯磁率のキュリーワイス則など、近藤効果の特徴を示す。ここで、E_0はスレーブボソンの共鳴準位のエネルギーで、不純物近藤模型における近藤温度T_Kに対応する。3.低温T>E_0では、化学ポテンシャルは混成ギャップの中に入り絶縁体となる。このとき電気抵抗は熱活性型となり、帯磁率は温度の低下とともに減少しT=0で零となる。4.混成ギャップは温度の上昇とともに小さくなり、T>E_0で擬ギャップ構造に移り変わる。また、伝導電子とf電子の総数がユニットセルあたり1個(一般には奇数)の時に実現する電荷移動型絶縁体との比較検討も行った。