Microscopic approach to magnetism and superconductivity of -electron systems with filled skutterudite structure

充填スクッテルダイト構造を持つ-電子系の磁性と超伝導に対する微視的アプローチ

堀田 貴嗣

Hotta, Takashi

充填スクッテルダイト化合物の電子物性を理解するために、希土類イオンの-電子数1から13のそれぞれの場合に軌道縮退アンダーソン模型を数値繰り込み群法によって解析し、磁化率とエントロピーを計算した。Prを含む充填スクッテルダイトに対応する-電子系の場合、たとえ基底状態が非磁性の一重項でも、三重項が小さな励起エネルギーを持つ第一励起状態として存在していれば、磁気揺らぎが低温まで生き残ることがわかった。さらに、-結合描像に基づいて構築された軌道縮退ハバード模型を解析した結果、一重項及び三重項基底状態が入れ替わるごく狭い領域で、磁気揺らぎに媒介される異方的クーパー対が現れることを見いだした。

In order to understand electronic properties of filled skutterudite materials, the Anderson model is analyzed by using the numerical renormalization group method to evaluate magnetic susceptibility and entropy of electron for each case of =113, where is the number of electrons per rare-earth ion. For the -electron system corresponding to the Pr-based filled skutterudite, it is found that magnetic fluctuations significantly remain at low temperatures, even when the ground state is singlet, if triplet is the excited state with small excitation energy. By analyzing an orbital degenerate Hubbard model constructed based on the - coupling scheme, we find that anisotropic Cooper-pair mediated by magnetic fluctuations appears in a limited region in which the singlet and triplet ground states are interchanged.