強相関電子系における多重臨界現象

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マンガン酸化物にみられる巨大磁気抵抗を、強磁性相と電荷-軌道秩序相との競合による臨界現象であるという観点からとらえて、理論的な予言を行い実験と比較した。すなわち、バンド幅および温度を変化させて出来る相図での二重臨界点付近で揺らぎが増大して、それが磁場に対する巨大応答になるということである。特に理論の予言どおり、さまざまなバンド幅や温度での磁化曲線が、アロットプロットの後に一つの普遍的な曲線によく一致し、我々の理論の妥当性をよく示している。この論文は現在投稿中である。また運動量空間でのゲージ場が超伝導のギャップ関数に大きな影響を与えることを一般的に示した。このゲージ場は波動関数の位相の自由度に由来していて、量子ホール効果や異常ホール効果に寄与を与えることが知られているが、こうした非自明なゲージ場の構造をもつ物質が超伝導転移すると、ギャップ関数にも非自明なトポロジー構造が現れる。その帰結として、バンド構造によっては、引力相互作用の詳細によらずギャップ関数にポイントノードが出て、またギャップ関数がフェルミ面上で単一連続関数で表せないといった状況が起こる。これは最近次々に発見されている磁性超伝導体において、重要な役割を果たすと考えられる。最後に、CaB_6にLaなどの不純物を少量ドープしたときに見られる特異な高温強磁性についての理論を、昨年に続いて発展させた。この物質ではバンド構造から、励起子凝縮が起こって可能性が示唆されているが、これを仮定してギンツブルグ・ランダウ理論を展開して、予想される磁気的・光学的性質を予言した。特に今年度はこの磁気的・光学的性質についての理論を発展させた。この物質の性質については現在も論争が続いており、その論争に決着をつける意味でこうした予言とその実証は重要である。