Novel multi-fluctuation theory by a multi-orbital higher-order many-body effect

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近年発見された無限層ニッケル酸化物Nd1-xSrxNiO2において超伝導(x=0.2で超伝導転移温度15K)が出現することが報告された。Nd1-xSrxNiO2の電子状態としてはNiのdx2-y2軌道がフェルミ面を構成するため、銅酸化物に似た構造を持つが、3次元構造を持ちNdのd軌道からなるフェルミ面も現れるため銅酸化物と異なる点も多い。また、Nd1-xSrxNiO2 (x<0.1)において約3倍周期のCDWが現れることが報告された。このCDWに隣接して超伝導相が現れ、CDWの量子臨界点近傍で超伝導のTCが最大になることから、CDWの量子揺らぎと超伝導発現機構が密接に関係していることが予想される。さらに、CDWの量子臨界点近傍で、非フェルミ流体的輸送現象(電気抵抗がTに比例)が観測されており、銅酸化物における反強磁性量子臨界点や鉄系超伝導体におけるネマティック量子臨界点との関係も興味深い。そこで、NdNiO2の3倍周期CDWの起源を研究した。3次元タイトバインディングモデルを作成しDensity wave 方程式を解くことで、3次元的な3倍周期のスメクティックボンド秩序がスピン揺らぎ干渉機構により発現することが示された。この結果は実験で観測された3倍周期CDWと整合する。得られた結果は銅酸化物YBCOにおける結果と類似性があることが分かった。また、3次元的な3倍周期のボンド秩序が発現するためには、スピン感受率のピークだけではなく、フラットなフェルミ面間の3次元的なネスティングベクトルが重要であることが分かった。