Research Projects

• Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Apr. 2023 - Mar. 2026, 23K04525, Exploration of post-semiconductor device mechanisms by hybrid spatial modulation of graphene, 林 正彦; 吉岡 英生; 田沼 慶忠, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Akita University, 4680000, 3600000, 1080000, kaken

  対象リソースIRI
• 2021, 一次元曲面量子系における有効電磁場の理論的検証, 吉岡英生; 土射津昌久, 奈良女子大学, 奈良女子大学研究推進プロジェクト経費, 奈良女子大学, rm:presentations

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Apr. 2015 - Mar. 2019, 15K04619, Development of real-scale simulation methods for nanostructure conductors and creation of new functions, Hayashi Masahiko; Yoshioka Hideo; Tanuma Yasunari, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Akita University, 4810000, 3700000, 1110000, With regard to the electrical conductivity in nano-structured conductors described by tight-binding models, we performed calculations using the recursive Green's function method, and developed large-scale calculation scheme using singular value decomposition. Based on them, we made various theoretical predictions of electrical conduction in strained graphene and topological insulators. In addition, within the t-J model describing high-temperature superconductors and Ginzburg-Landau theory derived from it, we have studied electronic states and diamagnetism in terms of the self-consistent harmonic approximation and other methods. Based on the above findings, novel devices have been proposed., url

  対象リソースIRI
• 2019, Principal investigator, 電子相関のある1 次元曲面量子系のスペクトル関数, 吉岡英生; 土射津昌久, 奈良女子大学, 奈良女子大学研究推進プロジェクト経費, 奈良女子大学
• Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Apr. 2013 - Mar. 2017, 25400370, Theoretical study on control of electronic states in low-dimensional molecular conductors, Yoshioka Hideo; TERAO Haruhiko; Tsuchiizu Masahisa, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Nara Women's University, 4940000, 3800000, 1140000, We investigated the electronic states of low dimensional strongly correlated electron system, such as molecular conductors, inorganic oxides and graphene related materials, by using various theoretical methods. In addition, we explored the possibility for control of the various states by the external fields. For example, we succeeded in explaining the discrepancy between TTF[Co(Pc)CN2]2 and TTF[Fe(Pc)CN2]2 in the magnitude of resistivity and in the sign of magnetoresistance. In addition, we developed the improved renormalization group method and applyed it to high-Tc cuprate superconductors and Ruthenium oxides. We obtained many results which can explain the experimantal observations., url

  対象リソースIRI
• 2015, 局在スピンとの相互作用が生み出す擬一次元分子性導体の新奇な電子状態, 吉岡英生, 奈良女子大学, 奈良女子大学研究推進プロジェクト経費, 奈良女子大学
• Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 2010 - 2012, 22540329, Electronic correlation and transport phenomena in carbon based quasi-one-dimensional material graphene nanoribbon, YOSHIOKA Hideo; HAYASHI Masahiko; KANDA Akinobu, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Nara Women's University, 4290000, 3300000, 990000, In the project, we theoretically investigated several quantities in the magnetic ordered states of graphene nanoribbon with zigzag shaped edges and the transport properties of the junctions composed of graphene and metal which is in the normal and superconducting state, respectively. In addition, we fabricated the junctions corresponding to above theoretical studies and that with distorted graphene and investigated the transport properties., url

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area), 2008 - 2012, 20110004, Control of electronic states by spin degrees of freedom, UJI Shinya; OGATA Masao; SEO Hitoshi; OSHIMA Yugo; YAMAGUCHI Takahide; KONOIKE Takako; OTSUKA Yuichi; FUSEYA Yuki; YOSHIOKA Hideo; OHTA Hitoshi; ISHIHARA Sumio; MOTOME Yukitoshi; NISHIO Yutaka, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area), National Institute for Materials Science, 143910000, 110700000, 33210000, Various layered organic conductors including both conducting π electrons in the organic layers and localized 3d electrons in the anion layers have been synthesized so far. The magnetic interaction between the π and 3d spins (π-d interaction) is known to lead to fascinating phenomena, such as field-induced superconductivity and colossal magnetoresistance. In this project, we have successfully control the π electron states via the π-d interaction and theoretically clarified the microscopic mechanism of the π-d interaction., url

  対象リソースIRI
• 2011, Principal investigator, 擬一次元分子性導体が示す電荷秩序絶縁体状態の制御, 吉岡英生, 奈良女子大学, 奈良女子大学研究推進プロジェクト経費, 奈良女子大学
• 2010, Principal investigator, 正常金属－グラフェンナノリボン－正常金属接合系の電子状態の解明と輸送特性の考察, 吉岡英生, 奈良女子大学, 奈良女子大学研究推進プロジェクト経費, 奈良女子大学
• 2009, Principal investigator, 新奇炭素系ナノ一次元物質ナノグラフェンリボンの電子状態と伝導特性の解明, 吉岡英生, 奈良女子大学, 奈良女子大学研究推進プロジェクト経費, 奈良女子大学
• 2008, Principal investigator, 新奇炭素系ナノ一次元物質に関する基礎研究－カーボンナノチューブ、ナノグラファイトリボンにおける電子相関とその輸送特性に対する効果－, 吉岡英生, 奈良女子大学, 奈良女子大学研究推進プロジェクト経費, 奈良女子大学
• Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas, 2006 - 2007, 18028018, 有限温度における擬一次元分子性導体の電荷秩序の理論-量子揺らぎと高次元性の共存-, YOSHIOKA Hideo; KATO Takeo, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas, Nara Women's University, 3600000, 3600000, 擬一次元電子系で見出されている様々な秩序状態の有限温度における性質を理論的に考察するには、従来、純粋な一次元の模型に対して平均場近似が適用されてきた。しかしながら、純粋な一次元系は有限温度で相転移しないことが知られているため、そのような理論的取り扱いは不十分である。我々は、「ボソン化・繰り込み群」という解析的な手法と「有限系の厳密対角化」という数値的な手法を組み合わせて有限温度における一次元系の様々な物理量をより定量的に記述することのできる理論を構築した。その理論を一次元拡張ハバード鎖が鎖間相互作用で結合した擬一次元電子系に適用して、擬一次元分子性導体の電荷秩序状態におけるスピン磁化率や電気抵抗の温度依存性を考察した。我々が用いた手法並びに得られた結果は以下のとおりである。擬一次元拡張ハバード模型に対して鎖間平均場近似を適用し、得られた有効一次元模型をボソン化法で取り扱う。その際、ハミルトニアンは電荷の自由度を表わす部分とスピンの自由度を表わす部分に分けられ、それぞれダブルサインゴルドン模型、通常のサインゴルドン模型によって記述される。そこに現れるパラメータを厳密対角化によって決定し、その値を初期値として繰り込み群方程式を解き、有限温度のいろいろな物性を議論する。スピン磁化率は電荷秩序転移温度で何も異常を示さないが、電荷秩序がない場合に比べその値は大きくなる。これは、スピン励起の速度の減少が原因である。一方、電荷の自由度によって記述される電気抵抗は電荷秩序転移温度で傾きの変化を伴って大きくなる。この結果は実験で観測された電気抵抗の振る舞いと定性的に一致する。さらに、電荷秩序近傍の電荷揺らぎの成長が二次元系の様々な応答に対してどのような効果を及ぼすかについてRPA近似を超えた考察を行なった。, kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas, 2004 - 2005, 16038218, 電荷秩序を示す分子性導体の核磁気共鳴に対する理論的研究, YOSHIOKA Hideo, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas, Nara Women's University, 2100000, 2100000, 1.充填率1/4一次元分子性導体の電荷秩序状態におけるナイトシフトと核スピン緩和率
  ナイトシフトや核スピン緩和率の分裂が電荷秩序状態の実験的証拠と考えられ、またこれらの分裂幅から電荷不均一性が見積もられている。しかし、充填率1/4の場合にはその主張をサポートする理論的研究が行なわれていなかった。本研究では充填率1/4一次元拡張ハバード模型に対して平均場近似からのゆらぎをRPAで取り込んで純粋な電荷秩序状態におけるナイトシフトと核スピン緩和率を計算し、実際上記の主張が正しいことを示した。さらに、核磁気共鳴の実験から見積もられた電荷不均一性は実際の値よりも大きくなるという結果を得た。
  2.充填率1/4擬一次元分子性導体の電荷秩序形成に対する鎖間平均場からのアプローチ
  これまでの研究から、擬一次元分子性導体の電荷秩序現象を記述する最も簡単な理論的な模型は格子内斥力Uだけでなく最近接間斥力Vを有する一次元拡張ハバード摸型であることがわかっており、実際基底状態ではUとVが大きい領域で電荷秩序絶縁体状態が現れることが見出されている。しかしながら、厳密な一次元系では強い量子ゆらぎのために、その転移温度は絶対零度である。したがって、実験で観測されている有限温度での相転移を議論するためには、純粋な一次元だけでは不十分であり、鎖間結合による高次元性を考慮しなければいけない。本研究では鎖間結合として異なった鎖間の電子間相互作用を取り入れた。鎖間相互作用を平均場近似で取り扱い、その結果得られた有効一次元模型をボソン化法で取り扱った。その結果、有限温度での電荷秩序の出現の仕方にはU-V平面で三つの定性的に異なった領域に分けられることが見出された。, kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 2003 - 2005, 15540343, Theoretical study of anomalous fluctuation and it's effects on dynamical properties of one-dimensional conductors, YOSHIOKA Hideo, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Nara Women's University, 3000000, 3000000, In collaboration with the experimental group, we directly observed the density of state of carbon nanotubes by the photo emission study. It was shown that Tomonaga-Luttinger liquid state is realized in the carbon nanotubes in the wide range of the temperature from 10 K to room temperature. The nano-graphite ribbons are known to have the anomalous dispersion relation near the Fermi energy different from the usual metals. We investigated the electronic correlation of the materials. It was shown that the mutual interaction leads to Mott insulating ground state and the spin excitation becomes gapless (gapped) for the odd (even) number of zigzag chains.
  2.Splitting of the Knight shift and of the NMR relaxation rate have been considered to be the experimental evidence of charge ordering in the molecular conductors. In the case of quarter-filling, however, no one show theoretically that the charge ordering leads to such phenomena. In the present study, we calculated the Knight shift and the NMR relaxation rate in the pure charge ordered state of one-dimensional extended Hubbard model. Here, the fluctuation around the mean-field solution is taken into account by RPA. It is shown that the both quantities show splitting under the charge ordering, as has been already insisted. In addition, the amount of charge disproportionation estimated from the NMR experiments becomes larger than the actual value.
  3.Quite recently, the materials with incommensurate decomposition ratios close to 2:1 such as (MDT-TSF)_2X_n, (MDT-ST)_2X_n, and (MDT-TS)_2X_n with X being a monovalent anion and n=0.42〜0.45 have been synthesized and the transport and magnetic properties of these compounds have been measured. The materials (MDT-TSF)_2X_n and (MDT-ST)_2X_n show metallic conduction and undergo the superconducting transition at 4 K for ambient pressure. On the other hand, (MDT-TS)_2(AuI_2)_<0.441> shows the metal-insulator transition at 85 K. In order to clarify why the metal-insulator transition occurs in the case of incommensurate band filling, we investigated the ground state of one-dimensional extended Hubbard model with incommensurate lattices. When the potential from the anions is taken into account, the ground state is Mott insulator, and the increase of band width leads to metal-insulator transition. These results will qualitatively explain the experimental observation shown above., kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 2002 - 2004, 14540302, Theory of Coulomb Blockade in Carbon Nanotubes, IWABUCHI Shuichi; YOSHIOKA Hideo, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Nara Women's University, 3100000, 3100000, We proposed a self-consistent microscopic theory of the Coulomb blockade in the capacitively coupled single-electron transistor structure with Tomonaga-Luttinger liquid island connected with FL electrodes at both ends (TLL C-SET). Candidates for the island of TLL C-SET are carbon nanotubes and quantum wires. In this theory, the charging effect and the Tomonaga-Luttinger nature are treated in a consistent manner by the open boundary bosonization technique with consideration of zero modes based on the theory of C-SET for Fermi liquid electrodes. Analytical expression of the tunneling current in TLL C-SET is obtained up to the lowest order with respect to the tunneling Hamiltonian for arbitrary environmental impedance and it reasonably describes current-voltage characteristics caused by Coulomb blockade in Tomonaga-Luttinger liquid. We showed that, in the ultrasmall but finite Tomonaga-Luttinger liquid, interaction-dependent exponent of the power law has system size dependence in addition to contact- (bulk- or edge-) nature dependence.
  Electronic properties of carbon nanotube and carbon nanotube families are also studied. NMR relaxation rate, spin excitation and Friedel oscillation of local charge density are discussed. In future, based on the specific TLL theory to carbon nanotubes, the theory proposed in this research should be extended in order to understand the details of the current-voltage characteristics experimentally found., kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Scientific Research (A), 2001 - 2003, 13304026, Single-molecular physics of single-walled nanotubes encapsulating magnetic metals, KATAURA Hiromichi; TSUKAGOSHI Kazuhito; KODAMA Takashi; SUZUKI Shinzo; FUJIWARA Akihiko; YOSHIOKA Hideo, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Tokyo Metropolitan University, 54600000, 42000000, 12600000, We have synthesized high-quality single-wall carbon nanotubes by the laser ablation methods and revealed interesting natures of them as listed below.
  1.We have first confirmed one-dimensional van Hove singularities by means of photoemission spectroscopy by using highly purified single-wall carbon nanotubes. Furthermore, we have fond two power law dependences of electronic density of states (DOS). The first one is power law dependence of DOS on the binding energy and the second one is power law of DOS at the Fermi level on the temperature. The exponents are 0.46 and 0.48, respectively that just agree with the theoretical predictions for the one-dimensional metallic system so called Tomonaga Luttinger liquid (TLL) system. Our result is the most reliable evidence that the TLL system is realized even in the bundle of single-wall carbon nanotubes.
  2.The isolated nanotubes embedded in the support materials were synthesized by chemical vapor deposition of ethanol and the optical properties of them were measured. The sample shows very narrow radial breathing Raman peaks with the half width less than 1.5 cm-1. The Raman spectrum does not contain any peaks peculiar to the bundles. This new sample gave us useful information about electronic structure of carbon nanotubes and the selection rule of the optical transition.
  3.When we introduced water molecules into carbon nanotubes, we found that water molecules transformed to ice-nanotubes at low temperature. By changing the diameter of carbon nanotubes we can control the diameter of ice-nanotube. We found that ice nanotube with different diameter has different freezing point. The larger diameter of ice-nanotube leads to the lower freezing point, which is opposite to the empirical rule.
  4.We have synthesized single-wall carbon nanotubes encapsulating metallo-fullerenes and have done some spectroscopic measurements. Double wall carbon nanotube formation was also investigated by X-ray diffraction and Raman spectroscopy., kaken

  対象リソースIRI
• 2003, Principal investigator, 21世紀ハイテク材料における基礎物理の理論的研究－カーボンナノチューブ・ナノグラファイトリボンの電子状態と伝導特性の解明－, 吉岡英生, 奈良女子大学, 奈良女子大学研究推進プロジェクト経費, 奈良女子大学
• Grant-in-Aid for Young Scientists (B), 2001 - 2002, 13740220, カーボンナノチューブにおける電子相関効果の理論的研究, YOSHIOKA Hideo, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Nara Women's University, 1900000, 1900000, 本年度は昨年度に引き続き、カーボンナノチューブや有機導体を対象にして以下のような一次元電子系の研究を行なった。
  「カーボンナノチューブ」
  金属カーボンナノチューブでは、通常の三次元金属とは異なり、朝永-ラティンジャー液体状態と呼ばれる新奇な電子状態が実現していることが理論的に示され、実験的にもそれを支持する結果が得られている。これまでこの物質の理論的研究は、バルクの性質を議論するために周期境界条件を用いて行なわれてきたが、実際の物質は1μm程度の長さを持つため、端の効果も重要となる。この新奇な電子状態に対する端の効果に着目し、端を有するカーボンナノチューブの朝永-ラティンジャー液体理論を構築した。さらに、その理論に基づいて、電荷密度や状態密度の空間依存性を詳しく論じた。
  「一次元有機導体」
  電荷秩序は擬一次元有機導体の研究の一つのホットな話題であり、その状態の性質は詳細に研究されてきている。たいていの有機導体は充填率が1/4であるが、極最近合成された有機導体(TTM-TTP)I_3は充填率が1/2である。この物質においても電荷秩序状態が実現していることを示唆する実験報告がなされているため、充填率1/2一次元電子系の電荷秩序状態における様々な性質を有効作用理論に基づいて調べた。電荷及びスピン感受率、励起スペクトルとその重み、核磁気緩和率、ナイトシフト等を議論した。特に、電荷秩序状態が実現しサイトの種類が2種類になっても、ナイトシフトは1本であり、核磁気緩和率は1種類であることを見出した。この結果は充填率1/2系の粒子-正孔対称性によるものである。, kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A), 1999 - 2000, 11740196, カーボンナノチューブにおける電子相関の理論, YOSHIOKA Hideo, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A), 2200000, 2200000, 本年度はカーボンナノチューブや一次元有機導体を対象にして以下のような一次元電子系の研究を行った。
  ●カーボンナノチューブ
  カーボンナノチューブにみられる二種類の金属状態、即ちゼロ磁場で実現される金属状態(二つの谷を持つ)と半導体カ-ボンナノチューブに軸に平行な磁場を印加することによって実現される金属状態(一つの谷を持つ)の電気抵抗と光学伝導度をボルン近似を用いて計算し、電子間長距離クーロン相互作用の効果の違いを議論した。その結果、二種類の金属状態とも電子間相互作用は電気抵抗の非整数巾的な温度依存性をもたらすが、その効果は谷が一つの状態の方が強いという結果を得た。また、光学伝導度に関しては、低振動数領域、高振動数領域の両方で二種類の金属状態とも電子間相互作用により非整数巾の振動数依存性がみられるが、その効果は谷が一つの状態の方が強いことを示した。このように、電子間相互作用の効果は谷が一つの金属状態で強く現れることが判った。また、カーボンナノチューブの振動子強度をタイトバインディング模型を用いて計算した。そして、いくつかの普遍的な関係式を導き、カーボンナノチューブへの電子もしくはホールのドープ量を決定するための有用な式を得た。
  ●一次元有機導体
  昨年度の研究を拡張して、ボソン化法にくりこみ群を援用し、格子内斥力U、最近接格子間斥力V_1、次近接格子間斥力V_2をもつ1/4充填一次元電子系の電子状態の研究を行なった。そして、基底状態の相図を決定し、それからの低エネルギー励起に関して様々な知見を得た。本研究中で、スピン励起にギャップを持つ状態が、V_1の大きさによらずU<2V_2で実現するを示した。この状態は従来の平均場近似による研究で得られていなかったものであり、本研究で完全に取り入れられている量子揺らぎが本質的な役割を果たすことによって実現した状態であると考えられる。, kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 1997 - 2000, 09640429, Unconventional low dimensional fluctuation in organic conductors, SUZUMURA Yoshikazu; YOSHIOKA Hideo, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Nagoya University, 2900000, 2900000, We have studied theoretically the following system based on the bosonization in order to study a role of correlation and fluctuation in low dimensional organic conductors. (i) The transition from insulator to metal occurs under pressures in the normal state of Bechgaard salts, which exhibit the charge gap. Such a transition is determined by a ratio of the charge gap to the interchain hopping. The mechanism has been studied by use of two-coupled chains with a half-filled band, in which the one-dimensional fluctuation is treated in terms of the renormalization group method. It is demonstrated that the confinement occurs when the charge gap becomes larger than than the interchain hopping. Further the effect of the electron-filling from the commensurate state has been examined. (2) The spin density wave of organic conductors exhibits a novel transition at temperature of the 1/3 of the critical temperature. By using a phase Hamiltonian for two-coupled chains of SDW, the effect of the phase difference between chain has been investigated by use of the transfer integral method. It is shown that the competition between the commensurability energy and interchain coupling gives rise to the transition from the commensurate state to the incommensurate state. (3) The effect of impurity in two-coupled spinless chain has been studied to understand the role of interchain hopping in quasi-one-dimensional systems. It is found that the one-dimensional localization occurs when the pinning energy of impurity becomes larger than the interaction induced interchain gap. Besides the above results, we have examined the electronic state of one-dimensional electrons, collective modes of spin density wave and the impurity effect on spin Peirls system., kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 1996 - 1998, 08640483, Theoretical Study of Transport Phenomena based on Mori Formula, KURODA Yoshihiro; YOSHIOKA Hideo; ONO Yoshiaki; SUZUMURA Yoshikazu; MATSUURA Tamifusa, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Nagoya University, 2100000, 2100000, Very recently we have found that the ordinary perturbation technique based on the Feynrnan's diagram can be applied to calculate the Mori formura for electrical resistivity. (J.Phys. Soc. Japan 64 No.11 (1995) 4092-4096) The aim of the present project was to utilize the new expression of the Mori formura for examining the traditional understanding of the Mori formula itself and searching possibility of its extensive application, e.g., for calculation of the transport coefficients in many electron systems.
  As it should be, the Mori formula must be equivalent to the Kubo formula. In fact, we have confirmed the equivalence explicitly for resitivity due to impurity scattering and optical conductivity in 2 band systems. (J.Phys. Soc. Japan 65 No.2 (1996) 525-528) Moreover, with the help of some identities which hold among dynamical correlation functions, it. has been shown that the both formulae are equivalent to each other rigorously. (J.Phys. Soc. Japan 65 No.2 (1996) 342-344)
  However, in real systems we must rely upon the some approximation procedure and it may happen that there occurs some discrepancy between results obtained through the two formulae. In fact, it has been widely believed that when we calculate electrical resistivity the memory function approximation based on the Mori formula is more convinient to he used. Then, in order to check whether it. is really so or not, we have calculated electrical resistivity clue to the impurity scattering and also that clue to the d-p hybridization term by applying the same approximation procedure to the two formulae and shown that the both results are identical and the memory function approximation is justified at high frequency limit, which invalidiate the traditional way of its application. (J.Phys. Soc. Japan 66 No.9 (1997) 2790-2797)。
  In conclusion, we argue that the Mori formula and the Kubo formula are identical to each other as far as the same approximation procedure are applied., kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas, 1996 - 1996, 08223215, 重い電子形成と物質異常, 松浦 民房; 吉岡 英生; 大野 義章; 黒田 義浩, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas, Nagoya University, 600000, 600000, 重い電子形成とそれに伴う物性異常をアンダーソン格子模型を用いて研究してきた。電子間に働く強い斥力の効果を補助粒子(slave boson,pseudo-fermion)及び束縛条件を用い、1/N展開法を援用して調べてきた。得られた結論は以下のようである。
  1.CeRu_2Si_2のメタ磁性の起源について1/N展開の0次近似の範囲で調べた。地場が存在しないときにはslave bosonのエネルギーがpseudo-fermionのエネルギーより低く、伝導電子はLuttingerの総和則による大きなフェルミ面を持った状態になる。しかし地場の増大とともに、pseudo-fermionのエネルギーが下がり、slave bosonの準位と逆転する。この結果、フェルミ面は小さくなる。これはdHvAによる観測と一致し、またその際のdM/dHの跳び、Mの急な増大とも一致する。
  2.強相関電子系(d-p模型)に存在する強い電荷揺らぎによる超伝導発現の可能性を調べた。電荷揺らぎの振動数依存性を取り入れると(遅延効果)超伝導が出現する。
  3.強相関電子系(d-p模型)の磁気揺らぎと電荷ゆらぎを調べ桁。局所的にslave boson,pseudo-fermionを交換する過程によるバ-テックスをRPAにより取り入れると、磁気揺らぎ電荷揺らぎは競合する結果を得た。d-p模型では、dopingの小さい所では磁気揺らぎが勝ち、dopingの大きい所では電荷揺らぎが勝つ。
  4.強相関電子系に存在する強い磁気揺らぎが伝導電子の状態に及ぼす影響を調べた。伝導電子は磁気揺らぎによりその分散関係を変えられ、特に反強磁性の発生する領域では不安定となり、系は絶縁体となる。, kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas, 1995 - 1995, 07233213, 重い電子形成と物性異常, 松浦 民房; 吉岡 英生; 大野 義章; 黒田 義浩, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas, Nagoya University, 1000000, 1000000, 重い電子形成とそれに伴う物性異常をアンダーソン格子模型を用いて研究してきた。f電子間に働く強い斥力の効果を補助粒子(slave boson,pseudo-fermion)及び束縛条件を用い、1/N展開法を援用して調べてきた。
  1.非磁性不純物効果アンダーソン格子中の非磁性不純物(Ce_<1-x>La_xCu_6等)効果を調べた。低温では伝導電子にunitary limitの抵抗を与えることを示した。
  2.U=finite不純物効果U=finiteの不純物効果を調べた。そのため、f電子の占有数が2個(スピン一重項状態)に対応するdoubly-occupied-state operatorを導入しUとε_fの大小についての全て場合の様子を明らかにした。
  3.CeRu_2Si_2のメタ磁性の起源について1/N展開の0次近似の範囲で調べ、実験と一致する結果を得た。
  4.強相関電子系の電荷ゆらぎを調べた。heavy fermion系における電荷ゆらぎとd-p模型の電荷揺らぎを比較し、その違いの原因を明らかにした。
  5.アンダーソン格子模型における磁気構造を1/N展開の高次となる準粒子間相互作用を取り入れて計算し、濃度と温度について磁気相図を作成した。
  6.Slave Boson法を用いるときのLocal ConstraintのWickの定理に対する問題点を検討した結果、Wickの定理が成立することを示した。, kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for General Scientific Research (C), 1993 - 1995, 05640410, Spin Density and Quantum Fluctuations in Quasi-One-Dimensional Conductors, SUZUMURA Yoshikazu; YOSHIOKA Hideo, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for General Scientific Research (C), Nagoya University, 2000000, 2000000, The role of repulsive interaction in quasi-one-dimensional organic conductors has been studied in order to examine the fluctuation of spin density in low-dimensioanl electron system. Following three subjects have been investigated. (1) The fluctuation of the commensurate spin density wave (SDW) has been examined by calculating collective modes of a Hubbard model with a quarter-filled band. The longitudinal mode shows the gap and the coexistence of the 2k_F-SDW and the 4k_F-CDW.The effect of anion lattice was examined in terms of a phase Hamiltonian. (2) A role of interchain hopping in quasi-1D organic conductors was examined by applying the phase Hamiltonian based on the bosonization to two coupled chains with the repulsive interaction of backward and forward scatterings. The competition of SDW state and superconducting state explains the phase diagram of in the quasi-1D conductors. (3) The metal-insulatortarnsition in DCNQI-Cu salts was examined by applying the slave-boson mean-field theory to the periodic Anderson model with the electron-phonon (e-p) interaction. The fact that the M-I transition is the Peierls transition in the presence of the strong correlation has been shown by calculating the reentrant transition of M-I-M,the phase diagram specific heat and magnetic susceptibility, the dimensional effect and the antiferromagnetic state. Thus we have shown the mechanism of the M-I transition., kaken

  対象リソースIRI
• Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas, 1994 - 1994, 06244213, 温度低下に伴う重い電子の形成と超伝導, 松浦 民房; 吉岡 英生; 大野 義章; 黒田 義浩, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas, Nagoya University, 1500000, 1500000, 温度低下に伴う重い電子の形成と超伝導
  d-電子、f-電子を含む稀土類、ウラン化合物では、強い電子相関が重要な役割をしている。本研究グループは磁性原子上のd-電子、f-電子の局所相関を補助粒子(スレーブボゾン、擬フェルミオン)を用いて取り入れる方法を適用して、物理的性質を研究した。これらの強相関電子系の特徴は、高温で存在するd-電子、f-電子のスピンが低温になるにつれて、伝導電子とともにコヒーレントな伝導電子系となることが実験的に示されていることである。本研究グループは、この過程で生ずる以下の3つの現象について研究を行った。
  1.超伝導体中の磁性不純物効果
  BCS超伝導体中に磁性不純物が存在する系では超伝導と近藤効果の競合が起こる。本研究グループは、超伝導が支配的となり不純物が磁性的に働く領域と、近藤効果が優勢になり不純物が非磁性的に働く領域を統一的に記述できる解析的理論を提出し本質を解明した。
  2.近藤絶縁体
  Ce_3Bi_4Pt_3に代表される近藤絶縁体と呼ばれる新しい物質群を格子アンダーソン模型を用いて理論的に調べた。この模型に対して1粒子グリーン関数を与える自己無撞着積分方程式を導いた。この自己無撞着積分方程式を近藤絶縁体を導くパラメータ領域に対して数値的に解くことにより、近藤絶縁体出現の様子を解明した。
  メタ磁性とフェルミ面
  Ceやアクチナイドの金属化合物では温度低下に伴い重い電子状態が形成される。重い電子状態の形成に伴うフェルミ面の変化を調べ、ドハース・ファンアルフェン(dHvA)効果の実験と、メタ磁性の実験を説明する理論を提出した。, kaken

  対象リソースIRI