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Theoretical study on doping-induced electronic states originating from spin-charge separation of strongly correlated insulators

强相关绝缘体自旋电荷分离引起的掺杂诱导电子态的理论研究

基本信息

批准号：
22K03477
负责人：
河野昌仙
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

重い電子系の絶縁体である近藤絶縁体に注目し、異なる軌道の混成を含むモデルである一次元近藤格子モデルと周期アンダーソンモデルの電子状態について、動的密度行列繰り込み群法の数値計算と摂動理論による研究を行った。その結果、モット転移の場合と同様に、ドーピングによって絶縁体相のスピン励起に起因した電子状態が出現することを示すことに成功し、その特徴を明らかにすることができた。この性質は、近藤絶縁体におけるスピンと電荷の分離、つまり、電荷励起ギャップよりも小さなエネルギー領域に磁気励起状態が存在することに由来しており、通常のバンド描像では説明することができない強相関効果である。また、周期アンダーソンモデルでは、フェルミエネルギーから離れたエネルギー領域においても、ドーピングによって電子状態が出現することを理論・数値計算によって明らかにすることができた。このことは、これまでドーピングは低エネルギー領域の物性に影響すると考えられてきたが、フェルミエネルギーから離れたエネルギー領域の性質にも影響を及ぼすことを示している。これまで重い電子系や近藤格子系において、有効質量が異常に増大することは主に電子相関の効果と考えられてきたが、今回の理論・数値計算によって、電子相関の効果よりもむしろ異なる軌道の混成効果の方が、有効質量の増大に強く係わっていることが明らかになった。一方で、上述した、近藤絶縁体の磁気励起状態がドーピングによって電子状態として出現する性質は、これまでの重い電子系や近藤格子系の研究では考えられていなかった顕著な電子相関の効果である。この研究成果は、論文[M. Kohno, Phys. Rev. B 105, 155134 (2022)]として発表した。

A study on the numerical value calculation and kinetic theory of the electron state of the heavy electron system Kondo insulator As a result of this, the electronic state of the semiconductor device is changed, and the characteristics of the semiconductor device are disclosed. The properties of this material include: separation of electric charge, excitation of electric charge, excitation of electric charge. The number of times the electronic state occurs is calculated. The influence of the physical properties of the low-lying fields on the development of the new technology is discussed in detail. The electron system and the Kondo lattice system have an abnormal increase in mass, and the electron correlation effect has an abnormal increase in mass, and the electron correlation effect has an abnormal increase in mass. A study of the magnetic excitation state of the Kondo insulator described above and the electron state of the Kondo insulator will examine the electron correlation effect of the Kondo lattice system. The results of this research are as follows: [M. Kohno, Phys. Rev. B 105, 155134 (2022)].