非クラマースΓ３四極子秩序の微視的理論

PrPb3の格子非整合なΓ3反強四極子秩序を微視的観点から解明するために、前年度の研究に引き続き、Γ7軌道とΓ8軌道で構成される3軌道ハバードモデルに対し、乱雑位相近似の範囲で多極子感受率を計算することにより，Γ3四極子秩序が現れる条件を求めた。その結果，まず第一に，四極子秩序が現れるには，局在モデルと対応するように，局所基底状態がΓ3非クラマース二重項になっていることが必要条件であることを示した。Γ3二重項が局所基底状態になるような有効電子間相互作用を導入すると，格子非整合なΓ3四極子秩序が四極子密度波状態として自然に現れること、さらに、Γ7軌道とΓ8軌道の混成がその秩序状態を安定化させることを示した。また，f 電子の跳び移り積分と有効相互作用の兼ね合いによって、Γ3四極子以外にも、Γ3十六極子、Γ4磁気多極子が現れることが分かった。四極子密度波の秩序変数 O_2^0 とO_2^2，そして秩序ベクトルqは，跳び移り積分の値によって異なるが、我々は波数空間における多極子密度とネスティングの二つの量を含んだ「多極子ネスティング」の概念を導入することで、それらを理解するにはフェルミ面をqだけシフトさせた際に，フェルミ面上のΓ8軌道密度の大きい領域がΓ7軌道密度の大きい領域と重なることが重要であることが分かった。今回導入した多極子ネスティングの概念は、多軌道系における各軌道とフェルミ面の寄与を包括した量であり、今後f電子多体系の他の多極子秩序現象の理解にも適用できると期待される。

PrPb3の格子非整合なΓ3反強四極子秩序を微視的観点から解明するために、前年度の研究に引き続き、Γ7軌道とΓ8軌道で構成される3軌道ハバードモデルに対し、乱雑位相近似の範囲で多極子感受率を計算することにより，Γ3四極子秩序が現れる条件を求めた。その結果，まず第一に，四極子秩序が現れるには，局在モデルと対応するように，局所基底状態がΓ3非クラマース二重項になっていることが必要条件であることを示した。Γ3二重項が局所基底状態になるような有効電子間相互作用を導入すると，格子非整合なΓ3四極子秩序が四極子密度波状態として自然に現れること、さらに、Γ7軌道とΓ8軌道の混成がその秩序状態を安定化させることを示した。また，f 電子の跳び移り積分と有効相互作用の兼ね合いによって、Γ3四極子以外にも、Γ3十六極子、Γ4磁気多極子が現れることが分かった。四極子密度波の秩序変数 O_2^0 とO_2^2，そして秩序ベクトルqは，跳び移り積分の値によって異なるが、我々は波数空間における多極子密度とネスティングの二つの量を含んだ「多極子ネスティング」の概念を導入することで、それらを理解するにはフェルミ面をqだけシフトさせた際に，フェルミ面上のΓ8軌道密度の大きい領域がΓ7軌道密度の大きい領域と重なることが重要であることが分かった。今回導入した多極子ネスティングの概念は、多軌道系における各軌道とフェルミ面の寄与を包括した量であり、今後f電子多体系の他の多極子秩序現象の理解にも適用できると期待される。