Coexistences and competitions of symmetry broken states in quasi-one-dimensional molecular conductors; A Finite-temperature study

擬一次元分子性導体における対称性の破れを伴う状態の共存と競合; 有限温度における研究

妹尾 仁嗣; 加藤 岳生*; 求 幸年*

Seo, Hitoshi; Kato, Takeo*; Motome, Yukitoshi*

擬一次元分子性導体の有限温度における物性を理論的に調べる。これらの物質群では、例えば電荷自由度において電荷秩序やダイマー型モット絶縁体,スピン自由度において反強磁性やスピンパイエルス状態などさまざまな電子格子複合相が発見され、盛んに研究されている。このような多様性は一電子バンド構造がほとんど同様であるにもかかわらず出現しているため、強い電子相関及び電子格子相互作用に起因していると考えられる。本研究では、包括的な擬一次元電子格子複合モデルを構築し有限温度におけるさまざまな熱力学量を計算する。これに対し二つの数値的手法を相補的に適用する。鎖間相互作用を平均場として考慮した有効一次元モデルに対する数値的転送行列法、及び鎖間相互作用及び格子変位の熱揺らぎを直に取り入れることのできるSSEモンテカルロ法である。本講演ではこれらによって得られた数値計算の結果と、実験結果を比較することにより、上記物質系で見られるさまざまな相転移現象を考察する。

We have theoretically investigated finite-temperature properties of quarter-filled molecular conductors with quasi-one-dimensional structures. They exhibit a large variety of electronic and electron-lattice coupled phases, and since the systems have similar noninteracting electronic structures, such a variety in their physical properties implies the importance of strong correlation effects. In this work, we aim at providing a unified view for these compounds by studying a electron-lattice coupled quasi-one-dimensional model. We apply two numerical methods to this model, by treating the lattice degree of freedom as classical variables. One is the quantum transfer matrix method applied to an effective one-dimensional model. Another is the quantum Monte Carlo simulation with stochastic series expansion where the interchain interaction as well as the thermal fluctuation of the lattice can be taken into account in an unbiased way. We will compare numerical results with experimental data at a quantitative level so as to elucidate the origin of the various properties seen in the actual compounds.