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Effect of Hund's rule coupling on SU(4) spin-orbital system

SU(4)スピン軌道系におけるフント結合の効果

大西 弘明  ; 堀田 貴嗣

Onishi, Hiroaki; Hotta, Takashi

二重縮退した軌道自由度のあるスピン軌道結合系において、同種の軌道間の電子ホッピングを考慮し、フント結合を無視した場合、スピンと軌道の自由度に対して高いSU(4)対称性が実現する。しかし、より現実的にはフント結合のために対称性が低下する効果が考えられる。そこで本研究では、SU(4)ハバード模型にフント結合を考慮して、クォーターフィリングの場合の強結合極限での有効スピン軌道模型を導出し、密度行列繰り込み群法によって解析を行った。スピン相関$$S(q)$$と軌道相関$$T(q)$$の振舞いを調べたところ、まず、フント結合がゼロの場合には$$S(q)$$$$T(q)$$の両者は一致して$$q$$=$$pi/2$$にピークを持つのに対して、そこからフント結合を大きくしていくと、$$S(q$$=$$pi/2)$$$$T(q$$=$$pi)$$の相関が増強され、$$T(q)$$のピーク位置が$$q$$=$$pi$$へと変化することがわかった。

By using a density-matrix renormalization group method, we analyze a one-dimensional spin-orbital model, which is derived from an SU(4) symmetric Hubbard model perturbed by the Hund's rule coupling $$J$$. At $$J$$=0, both spin and orbital correlations have a peak at $$q$$=$$pi$$/2 in the ground state due to the SU(4) singlet state with a four-site periodicity. On the other hand, for large values of the Hund's rule coupling, it is found that the peak position of orbital correlation changes to $$q$$=$$pi$$, while that of spin correlation remains at $$q$$=$$pi$$/2.

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