銅酸化物超伝導体の擬ギャップ状態のバックフロー効果によるモンテカルロ法での研究

利用铜酸盐超导体中赝能隙态的回流效应进行蒙特卡罗研究

• 批准号: 13J03134
• 负责人: 田村 駿
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J03134/
• 关键词: 銅酸化物超伝導体; d-p模型; 超伝導状態; 反強磁性状態; 変分モンテカルロ法; 超伝導; 擬ギャップ; 交代電流状態; 銅酸化物; スピンカレント状態; 金属-絶縁体転移; 局在長; 異方的三角格子ハイゼンベルグ模型

銅酸化物超伝導体は、ホールドーピング、電子ドーピング双方をすることが出来、ゼロドープの場合には反強磁性絶縁体でありドーピングにより超伝導が発現すると考えられていた。超伝導転移温度Tcが100Kを超えるのはホールドーピングの場合であり、電子ドーピングの場合には最大でもTcは30K程度である。両者で結晶構造は異なるが、共に銅と酸素から成る2次元面上で超伝導が発現していると考えられている。近年、電子ドープ型の銅酸化物超伝導体は、ゼロドープでも絶縁体ではなく超伝導が発現することが報告された。我々は、電子ドープ型銅酸化物超伝導体のゼロドープ超伝導を説明するため銅と酸素の軌道を考慮した3バンドのハバード模型(d-p模型)の基底状態を変分モンテカルロ法により調べた。この模型は銅と酸素のサイト間の一体のポテンシャル差Δが小さく、ゼロドープの場合には基底状態が反強磁性絶縁体にならないと考えられており、そのときに超伝導状態が安定化する可能性を調べた。特に、反強磁性とd波の超伝導の試行波動関数によるエネルギーの比較を行った。d-p模型は軌道自由度を持つ系であるため、試行波動関数に含まれる変分パラメータの数が必然的に増える。我々は100万個以上の変分パラメータを導入し、軌道の自由度を十分に取り込んで計算を行った。ハミルトニアンに含まれるパラメータとしては銅サイトと酸素サイト間の跳び移り積分tpdをエネルギーの単位として、Δ、銅サイト上のクーロン斥力Ud、最近接の酸素間の跳び移り積分t’、ドープ率δを考慮する。結果として、銅酸化物超伝導体で実現していると考えられているパラメータ領域では反強磁性状態の方が超伝導状態に比べてエネルギーが低いことが分かった。つまり、ホールドーピング、電子ドーピング共に実験で超伝導が観測されているドープ率でも反強磁性状態の方がエネルギーが低いという結果になった。

Copper content to exceed 伝 conductor は acidification, ホ ー ル ド ー ピ ン グ, electronic ド ー ピ ン グ both を す る こ と が, ゼ ロ ド ー プ の occasions に は against strong magnetic never try body で あ り ド ー ピ ン グ に よ り super 伝 guide が 発 now す る と exam え ら れ て い た. Super 伝 guide planning move temperature Tc が 100 k を え る の は ホ ー ル ド ー ピ ン グ の occasions で あ り, electronic ド ー ピ ン グ の occasions に は biggest で も Tc は 30 k degree で あ る. は different structures that struck the で crystallization な る が, に と acid copper element か ら into る で 2 dimensional surface ultra 伝 guide が 発 now し て い る と exam え ら れ て い る. In recent years, electronic ド ー の プ type copper content to exceed 伝 conductor は acidification, ゼ ロ ド ー プ で も never try body で は な く super 伝 guide が 発 now す る こ と が report さ れ た. I 々 は, electronic ド ー プ type copper content to exceed 伝 acidification conductor の ゼ ロ ド ー プ super 伝 guide を illustrate す る た め と acid copper element の orbit を consider し た 3 バ ン ド の ハ バ ー ド model (d - p model) の basal state を - points モ ン テ カ ル ロ method に よ り adjustable べ た. こ の model は と acid copper element の サ イ ト の integration between の ポ テ ン シ ャ ル poor Δ が small さ く, ゼ ロ ド ー プ の occasions に は basal state が against strong magnetic never try body に な ら な い と exam え ら れ て お り, そ の と き に super 伝 guide state が stabilization す る possibility を adjustable べ た. Special に, anti-strong magnetic とd wave <s:1> super伝 conduction <s:1> trial wave threshold によるエネ, ギ, ギ, <s:1> comparison を line った. D - p model は orbital degrees of freedom を hold つ で あ る た め, trial number fluctuation masato に ま れ る - points パ ラ メ ー タ の number が inevitable に raised え る. I 々 を over a million <s:1> variable components パラメ タを タを タを import パラメ, orbital <s:1> degrees of freedom を ten に, and take <s:1> 込んで to calculate を rows った. ハ ミ ル ト ニ ア ン に containing ま れ る パ ラ メ ー タ と し て は copper サ イ ト と acid element サ イ ト り の jump び shift between integral TPD を エ ネ ル ギ ー の 単 a と し て, Δ, copper サ イ ト on の ク ー ロ ン repulsion Ud, recently の acid element り の jump び shift between integral t, ド ー プ rate delta を consider す る. Results と し て conductor, copper content to exceed 伝 acidification で be presently し て い る と exam え ら れ て い る パ ラ メ ー タ field で は against strong magnetic state の party が super 伝 guide に than べ て エ ネ ル ギ ー が low い こ と が points か っ た. つ ま り, ホ ー ル ド ー ピ ン グ, electronic ド ー ピ ン グ に total be 験 で super 伝 guide が 観 measuring さ れ て い る ド ー プ rate で も against strong magnetic state の party が エ ネ ル ギ ー が low い と い う results に な っ た.

项目成果

異方的三角格子ハイゼンベルグ模型におけるスピンカレント状態

各向异性三角晶格海森堡模型中的自旋电流状态

• 发表时间: 2013
• 作者: Sho Koyasu;Yuji Nakamoto;Hiroshi Harada;Hiroyuki Kimura;Kohei Sano;Koji Koizumi;Yoshihisa Tsuji;Tomomi Nobashi;Kensuke Kurihara;Kaori Togashi.;秋元由裕;田村駿
• 通讯作者: 田村駿

Effect of Diagonal Hopping on Staggered Flux State in Square-Lattice Hubbard model

• DOI: 10.7566/jpscp.3.012029
• 发表时间: 2014-06
• 期刊: Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental
• 作者: H. Yokoyama;S. Tamura;M. Ogata

Stability of staggered flux state for anisotropic triangular lattice

各向异性三角晶格交错通量状态的稳定性

• DOI: 10.1016/j.phpro.2014.09.004
• 发表时间: 2014
• 期刊: Physics Procedia
• 作者: H. Yokoyama;S. Tamura;and T. Watanabe;K. Kobayashi;and M. Ogata
• 通讯作者: and M. Ogata

d-p模型におけるループカレント状態の変分モンテカルロ法による解析

变分蒙特卡罗法分析d-p模型中回路电流状态

• 发表时间: 2015
• 作者: 田村 駿;横山 寿敏
• 通讯作者: 横山 寿敏

変分モンテカルロ法によるd-p模型の磁気秩序状態

变分蒙特卡罗方法的 d-p 模型磁序状态

• 发表时间: 2015
• 作者: 田村 駿;横山 寿敏
• 通讯作者: 横山 寿敏