Effects of band structure and electron-phonon coupling on charge density waves

電荷密度波状態における電子フォノン相互作用とバンド構造の効果

Sadowski, J. W.*; 田中 佳織*; 永井 佑紀   

Sadowski, J. W.*; Tanaka, Kaori*; Nagai, Yuki

電荷密度波状態とは、超伝導と似た機構によって引き起こされるが、絶縁体である状態であり、そのメカニズムを研究することは新しい高温超伝導体の設計指針を与える可能性がある。それゆえ、さまざまな産業への波及効果も期待され研究されてきた。電荷密度波状態に関する研究は古くから行われていたが、いまだにそのメカニズムの詳細はわかっていない。本論文では、上記課題に対し、超伝導体で重用視される電子フォノン相互作用に着目し、バンド構造の特異性が通常と異なる電荷密度波状態を形成することが明らかになったことを報告する。なお、課題解決にあたり、多角的な解析を行うために複数のコードを多数走らせることで、バンド構造の依存性を詳細に調べた。これらの結果は、新奇な電荷密度波形成メカニズムを提案したのみならず、同様のバンド構造が電子フォノン相互作用由来の超伝導の転移温度を上昇させる可能性も意味しており、原子力分野で利用可能な機能材料開発にも貢献可能である。

We examine the effects of band structure and electron-phonon interactions on charge density waves (CDW) in terms of the extended attractive Hubbard model at half filling. It is shown that van Hove singularities well below the Fermi surface can lead to a substantial energy gain by electron-phonon coupling and result in the formation of CDW.