Strong correlation effect and in-gap state in the doped electron-hole two-band Hubbard model based on the dynamical mean-field theory

秋山 雅志*; 猪熊 祐輔; 大野 義章*

Akiyama, Masashi*; Inokuma, Yusuke; Ono, Yoshiaki*

遷移金属カルコゲナイドは低次元構造を有し、組成変化により多様性を示すため次世代半導体材料として注目されている。特にTaNiSe系は、その多様性の一つとして光照射や外場により電子状態が大きく変化すると考えられている一方、その起源は未解明である。その起源の候補として、電子と正孔間のクーロン相互作用Uehは有力である。本研究では、Uehを解析できる動的平均場理論を用いて、キャリアドープ効果を解析した。その結果、強いUehにより形成された絶縁体状態は、キャリアドープによって重いキャリアを持つ半金属状態に変化することを明らかにした。本成果は従来のドープ増加に伴う金属化ではなく、電子の動きそのものが大きく変化する新知見である。本研究成果は、従来予測と異なる非自明な電子状態再編を引き起こす多様性を示しており、光照射や電界による電子状態制御に新指針を与えることが期待できる。

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