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論文

Emergent rank-5 nematic order in URu$$_2$$Si$$_2$$

池田 浩章*; 鈴木 通人; 有田 亮太郎*; 瀧本 哲也*; 芝内 孝禎*; 松田 祐司*

Nature Physics, 8(7), p.528 - 533, 2012/07

 被引用回数:124 パーセンタイル:96.63(Physics, Multidisciplinary)

ウラン化合物URu$$_2$$Si$$_2$$が低温において示す隠れた量子秩序相は、長年、多岐に渡る研究がなされてきたが、その秩序構造は未だ明らかにされておらず、固体物理学の一つのミステリーと目されてきた(それゆえ、隠れた秩序相を呼ばれている)。本論文の目的は、第一原理計算手法に基づいて、その隠れた秩序相における秩序構造を同定することにある。本論文では電子状態の詳細な解析結果の報告とともに、URu$$_2$$Si$$_2$$の多極子相関の計算結果から、$$E$$$$^{-}$$対称性を持つ多極子のネマティック秩序が有力な秩序状態であることを示した。この結果は、実際に、実験的に観測される異方的な磁気励起、反強磁性秩序状態との競合、4回対称性の破れなどを含む実験結果を包括的に説明することに成功しており、長年の謎を解明する有力な秩序候補と言える。

論文

Strong-coupling theory of superconductivity in a degenerate Hubbard model

瀧本 哲也; 堀田 貴嗣; 上田 和夫*

Physical Review B, 69(10), p.104504_1 - 104504_9, 2004/03

 被引用回数:138 パーセンタイル:96.79(Materials Science, Multidisciplinary)

軌道自由度のある系における超伝導を議論するために微視的なハミルトニアンを導入する。この軌道縮退モデルに基づいて、超伝導の強結合理論を揺らぎ交換近似(FLEX近似)の範囲内で展開する。軌道縮退モデルにFLEX近似を適用すると、軌道分裂エネルギーの増大によりスピンゆらぎは増強される一方で軌道ゆらぎは抑制されるため、$$d_{x^2-y^2}$$-波超伝導が誘起される。これにより、われわれは軌道分裂エネルギーが$$d_{x^2-y^2}$$-波超伝導の出現を制御するパラメーターになっていることを提案する。

論文

Superconductivity in the orbital degenerate model for heavy fermion systems

瀧本 哲也; 堀田 貴嗣; 上田 和夫*

Journal of Physics; Condensed Matter, 15(28), p.S2087 - S2093, 2003/07

 被引用回数:12 パーセンタイル:55.12(Physics, Condensed Matter)

軌道縮退のある系では軌道自由度とスピン自由度の結合効果により、さまざまな興味深い現象の出現が期待されている。特に、そのような系の超伝導については、クーパー対形成や発現機構等に関して、軌道自由度が重要な要素の1つになっていると考えられる。一方、重い電子系超伝導物質中の準粒子は、f-電子の大きな軌道縮重度のために潜在的な軌道自由度を持っていると考えられる。われわれは、軌道縮退のある系における超伝導を扱うために、軌道自由度を有する微視的なf-電子モデルにゆらぎ交換(FLEX)近似を適用した。これにより以下のような結論が得られた。(1)反強磁性相の隣にd-波の対称性を持つ超伝導相が出現する。(2)2つの軌道のエネルギー分裂の増大に伴って超伝導転移温度が増大する。これらから、軌道のエネルギー分裂は、反強磁性からd-波超伝導への転移をコントロールするパラメーターであることが帰結される。

論文

Superconductivity and antiferromagnetism in the three-dimensional Hubbard model

瀧本 哲也; 守谷 亨*

Physical Review B, 66(13), p.134516_1 - 134516_7, 2002/10

 被引用回数:28 パーセンタイル:76.54(Materials Science, Multidisciplinary)

異方的なホッピング行列$$t_{rm z}$$$$t_{perp}$$を持つ3次元ハバード模型に対して、ハーフフィリング近傍における反強磁性と超伝導の間の関係を研究した。一種のスピンゆらぎ理論であるゆらぎ交換近似を使って、さまざまな$$r_{rm z}=t_{rm z}/t_{perp}$$の値に対して相図を計算した。$$r_{rm z}$$の増大に伴って、ハーフフィリング電子密度の周りの反強磁性相は広がるが、一方で、それに隣接した異方的な$$d_{x^{2}-y^{2}}$$-波超伝導相は縮まる。適度な$$r_{rm z}$$の値に対して、われわれは低温で$$d_{x^{2}-y^{2}}$$-波超伝導相から非整合スピン密度波と$$d_{x^{2}-y^{2}}$$-波超伝導の共存相への二次転移を見つけた。この共存相に近づくと、非整合スピン密度波の波数を持つスピンゆらぎのソフト化された成分が発達する。

論文

Spin fluctuation-induced superconductivity controlled by orbital fluctuation

瀧本 哲也; 堀田 貴嗣; 眞榮平 孝裕; 上田 和夫*

Journal of Physics; Condensed Matter, 14(21), p.L369 - L375, 2002/06

 被引用回数:53 パーセンタイル:87.07(Physics, Condensed Matter)

f-電子系における超伝導を議論するための微視的模型として、f-軌道の対称性を反映した軌道縮退ハバード模型を提案する。軌道縮重のある領域においては、スピンゆらぎと軌道ゆらぎの間の相殺が一重項超伝導を不安定化するが、結晶場効果などによって軌道縮退が解けると軌道ゆらぎが抑えられ、スピンゆらぎを媒介としたd-波超伝導が出現する。われわれはこのシナリオが最近発見されたCe-115超伝導体に適用できることについて議論する。

論文

Fermi surface of heavy Fermion compounds CeTIn$$_5$$ (T=Rh, Ir, and Co); Band-calculation and tight-binding approach

眞榮平 孝裕; 瀧本 哲也; 堀田 貴嗣; 上田 和夫*; 樋口 雅彦*; 長谷川 彰*

Journal of the Physical Society of Japan, Vol.71, Supplement, p.285 - 287, 2002/00

 被引用回数:8 パーセンタイル:50.89(Physics, Multidisciplinary)

最近、重い電子系物質群に属し超伝導を示す化合物CeTIn$$_5$$(T=Rh, Ir and Co)が発見された。一方、大貫グループ(阪大院理)らにより、CeIrIn$$_5$$,CeCoIn$$_5$$の純良な単結晶育成が行われ、明瞭なde Haas van Alphen(dHvA)ブランチが観測されている。観測されたdHvAブランチは円柱形状の2次元的フェルミ面によってよく説明される。さて、CeIrIn$$_5$$及びCeCoGa$$_5$$のようないわゆるCe-115系の電子構造を理解するために、次のような2段階の解析をおこなう。第一段階は、相対論的線形化Augmented Plane Wave法を用いたバンド計算によりフェルミ面を決定する。そして得られたフェルミ面のうち、特にdHvA角度依存の実験によって観測されている2次元的フェルミ面に着目して詳細な解析をする。第二段階は、フェルミレベル近傍のエネルギーバンド構造を、簡単化された強束縛模型を用いて解析をする。最近接Ce イオン間の f電子のホッピングの大きさや結晶場パラメーターは、第一段階のバンド計算において得られたフェルミ面を再現するように決定される。さらにクーロン相互作用をこの強束縛模型に加えることにより、Ce化合物に対する簡単化されたHamiltonianを導出すし、4$$f$$電子系における磁性及び超伝導を微視的な観点から論じる1つの方法を提案する。

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