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正方格子拡張近藤格子 多重相図

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Academic year: 2021

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(1)

1

正方格子拡張近藤格子 多重相図

 石田有伸

首都大学東京大学院 理工学研究科 物理学専攻

2018 2 16

(2)

目次 目次

目次

1

研究背景

1

1.1 . . . . 1

1.2 先行研究 . . . . 2

1.3 研究目的 . . . . 4

2

正方格子拡張近藤格子 平均場近似

5

2.1 . . . . 5

2.2 . . . . 6

2.3 平均場近似 . . . . 7

2.4 s 波、 d 波、 p 波 共存状態 . . . . 7

2.5 平均場近似 対角化 . . . . 9

2.6 混成近藤一重項 数値計算 . . . . 10

3

s d 波 近藤一重項

12

3.1 s 近藤一重項 . . . . 12

3.2 s 近藤一重項 数値計算 . . . . 13

3.3 d 波 近藤一重項 . . . . 16

3.4 d 波 近藤一重項 数値計算 . . . . 17

3.5 論文 比較 . . . . 19

4

p 波 近藤近藤一重項

20

4.1 p 波 近藤一重項 . . . . 20

4.2 p 波 近藤一重項 数値計算 . . . . 21

5

s 波、 d 波、 p 波 近藤一重項

23

5.1 多重相図( n = 1 ) . . . . 23

5.2 多重相図 (n = 1 . 5) . . . . 27

6

今後 展望

32

6.1 discussion . . . . 32

6.2 . . . . 34

付録

A

近藤格子

35

A.1 擬 . . . . 35

A.2 平均場近似 . . . . 36

A.3 近藤格子 数値計算 . . . . 37

付録

B

数値計算結果 詳細

39

B.1 φ

s

, φ

d

, φ

x

, φ

y

温度依存性 (n = 1) . . . . 39

(3)

B.3 分散 状態密度 . . . . 42

付録

C

多重相図( n = 1 . 2 )

43

参考文献

46

(4)

1 研究背景

1 研究背景

「強相関電子系」 、 20 世紀半 d 電子 局在性 強 軌道を含 系 磁性研究を中心 盛ん 研究 [1–3] 1964 近藤 非磁性金属中 電気抵抗極小現象 物理的構造を初 理論的説明 [4] 1970 年代 希土類化合物 盛ん 研究 1979 電子系 超伝 導 発見 [5] 。重 電子系 希土類金属 化合物 関係 物質系 [6–8] 金属的 電気伝導 性質を示 関 、伝導電子 質量 数百〜数千倍 重 を示 。

1986 銅酸化物高温超伝導体 発見 本質 d 電子間 斥力 識 [9] 。最近 p 電子を中心 有機伝導体 、強相関電子系特有 転移 超伝導を発見

[10] 。現代 物性物理学 、電子間 相互作用 「多体問 題」 最 重要 興味深 現象 。 [11]

1.1

非磁性金属中 微量 磁性不純物 含 、低温 電気抵抗 極小を示 現象 近藤効果

知 、我 国 古 多 重要 研究 [12, 13] 。特 近藤 s-d 模型

関 近似を越 摂動項 抵抗を増大 寄与を発見 、後 現象 近藤効果 言

[4] 。近藤 理論 電気抵抗 絶対零度 無限大 発散 、実際 電気抵抗 絶対零度

近 正常 振 舞 、有限値 収束 。 現象 低温 、磁性不純物 磁気 伝導電子 磁気 反強磁性的 結合 近藤一重項 磁性不純物 磁気 見 上消滅 。 芳田 示 [14] 。近藤一重項 以下 書 :

|α ⟩ = 1

√ 2 (| ↑↓> −| ↓↑>) . (1.1)

|α⟩ 近藤一重項 状態を表 | ↑↓> 矢印 左側 伝導電子 磁気 右側 磁性不純 物 磁気 を表 。

今日 、 近藤効果 磁性金属 広範囲 多体系 基本的 概念 一 。重 電子系、 高密度近藤系 呼 物質群 高温側 近藤効果 現 、 低温 重 電子 系 異方性 超伝導 [5] 、多極子秩序状態 多種多様 興味深 現象 発見

重 電子系 強相関電子系 重要 研究対象 一 、現在 盛ん 研究 [15–19] 。有効 質量 大 自体 重要 研究対象 、 加 重 電子系物質群 多様 物性 興味を

惹 。有効質量 大 、電子 遍歴性 局在性 強

を示 。電子 局在性 強 電子 持 自由度 現 来 、系 磁性を示

。実際、重 電子系 中 低温 磁気秩序を示 。多 反強磁性秩序 、強磁性 秩序 他 磁気秩序を示 。重 電子系状態 磁気秩序状態 変化 、各々 状態 関係 研究 。重 電子系 、格子上を自由 動 回 事 出来 伝導電子 、格 子上 強 局在 局在 交換相互作用 [20] 影響 、微視的状態を表現 来 、近藤格子 良 用 。興味 低温 金属 性質 、局在電子

海 吸収 低温 近藤効果 類似性 生 。近藤格子 伝導電子 局在 、

(5)

1.2 先行研究 1 研究背景

1.2 先行研究

通常 近藤格子 、 1/2 伝導電子 1/2 局在 同一格子点

交換相互作用を 。 以下 書 :

H = − t

σ<i,j>

c

c

jσ

+ J 2

σ σi

c

σ

σ σ

c

· S

i

. (1.2)

第 1 項 最近接格子間 伝導電子 を表 、 t 定数 。第 2 項 伝導電子 局在電子 交換相互作用項 。 、交換相互作用 同一格子点 働 。 J > 0 相互作用 定数 c

(c

) 格子点 i σ 生成(消滅)演算子 S

i

格子 点 i 局在 1 / 2 σ

σ σ

行列 。

P. Ghaemi T. Senthil 、伝導電子 局在 近藤一重項状態 軌道角運動量を持 金属状態を調

[21] 。彼 近藤格子 (1.2) 考慮 最近接格子点間 交換相互作用 場合

を考 、伝導電子 局在 働 交換相互作用を最近接格子点間 拡張 、近藤一重項 軌道角運動量 を持 事 出来 新 を考 。 詳細 2 説明 を用 、近 藤一重項 軌道角運動量を持 図 1 d 状態を調 。図 1 、実空間 伝導電子 局在 最近接格子点間 相互作用を表 。矢印 表 伝導電子 局在

、 間 相互作用を楕円 表 。局在 見 x 軸方向 隣接 伝導電子 相互作 用 符号 y 軸方向 隣接 伝導電子 相互作用 符号 逆 、近藤一重項 球面調和関数 d

x2y2

軌道 対称性を 状態を d 、軌道角運動量を持 近藤一重項 状態を 考 出来 。 、相互作用を最近接格子点 拡張 、近藤一重項 角運動量を持

状態 実現出来 。 状態 、平均場近似を用 事 簡単 求 事 出来 。詳細 第 2 章 説明 。

先行研究 d 軌道角運動量を持 近藤一重項状態 様々 興味深 物理的状況を 示 指摘 。図 2 近藤一重項 、図 1 d 状態 面を表

。黒 部分 状態 詰 領域 、白 黒 境界 面 。図

3 4 、図 2 面上 θ = π / 4 方向周辺 、有効質量 逆数 準粒子 重 を表 。図 3 4 、近藤一重項 軌道角運動量を持 時 面 有効質量 準粒子 重 角度依存性 強 事 分 。

本研究 触 先行研究 面 準粒子 重 角度依存性 場合 、 面上 励起 近藤一重項 軌道角運動量を持 状態 近藤絶縁体 触 。

、拡張 近藤格子 を用 伝導電子 局在 近藤一重項状態を調 事 、

面 強 異方性を持 系 液体を理解 良 手段 。

(6)

1.2 先行研究 1 研究背景

1 d

。実空間 伝導電子 局在 最近接格子間 相互作用を表

。矢印 表 伝導電子 局在

、 間 相互作用を楕円 表 。

2 d

電子数密度

n =1

面。黒 部分 状態

詰 領域 、白 黒 境界 面

3

2

有効質量 逆数

角度依存性。 図

4

2

準粒子

角度依存性。

(7)

1.3 研究目的 1 研究背景

1.3 研究目的

本研究 目的 、近藤一重項 球面調和関数 同 対称性を持 s 波、 d 波、 p

x

波、 p

y

波 共存状態を 調 。 s 波、 d 波、 p

x

波、 p

y

波 状態 2 章 説明 1 . 2 紹介 近藤一 重項 軌道角運動量を持 d 状態 s 波、 p

x

波、 p

y

波を加 共存状態を作 、先行研究

[21] を用 、近藤一重項 秩序相を数値計算 調

第 2 先行研究 詳細を説明 。第 3 論文 [21] を行 、 s 波、 d 波 状

態を調 。第 4 p 状態 調 、第 5 近藤一重項 s 波、 d 波、 p 共存状態を

取 場合を調 。第 6 本研究 を行 。

(8)

2 正方格子拡張近藤格子 平均場近似

2 正方格子拡張近藤格子 平均場近似

章 、 P. Ghaemi T. Senthil 論文 [21] 議論 拡張近藤点格子 詳細を説明 、平

均場近似 結果を紹介 。 、後 必要 一般 場合 定式化を説明 。

2.1

拡張近藤格子 、 1 / 2 伝導電子 局在 1 / 2 最近接格子点間 交換相互作用を

考慮 。 二次元正方格子上 を考 。 以下 書

H = − t

σ<i,j>

c

c

jσ

+ J 2

σ σ<i,j>

c

σ

σ σ

c

· S

j

µ

c

c

c

. (2.1)

第 1 最近接格子点間 伝導電子 を表 t ( = 1) 定数 。第 2 伝導 電子 局在 交換相互作用項 。伝導電子 局在 相互作用 最近接格子点間 働

J > 0 相互作用 定数 c

(c

) 格子点 i σ 生成(消滅)演算子 S

j

格子点 j 局在 1 / 2 σ

σ σ

行列 。以後格子定数 a( = 1) µ

c

伝導電子

化学 。図 5 、実空間 伝導電子 局在 相互作用 概略を示 。後 記述 、最近接格子 相互作用を拡張 事 、近藤一重項 軌道角運動量を持 状態を作

出来 。

5

正方格子上 伝導電子 局在 相互作用。矢印 伝導電子 局在

、 間 相互作用を楕円 表 。

(9)

2.2 2 正方格子拡張近藤格子 平均場近似

2.2 擬

(2.1) 平均場近似を 演算子 S

j

を次 演算子を導入 表

を考 :

S

j

= ∑

σ σ

f

jσ

σ

σ σ

2 f

jσ

. (2.2)

f

( f

) 仮想的 導入 格子点 j σ 生成(消滅)演算子 、擬

呼 。非占有状態 | 0 ⟩

j

f

j

f

j

| 0 ⟩

j

状態 0 局在 を表 、各格子 点 以下 拘束条件を課 必要 :

1 = ∑

σ

f

jσ

f

jσ

. (2.3)

式( 2.2 )を考慮 ( 2.1 反交換関係を使 変形 1

2 c

σ

σ σ

c

· S

j

= 1 4

( c

i

c

i

c

i

c

i

) (

f

j

f

j

f

j

f

j

) + 1

2

[ c

i

c

i

f

j

f

j

+ c

i

c

i

f

j

f

j

] ,

= 1 4

[ 2c

i

c

i

f

j

f

j

+ 2c

i

c

i

f

j

f

j

+ c

i

c

i

f

j

f

j

c

i

c

i

f

j

f

j

c

i

c

i

f

j

f

j

+ c

i

c

i

f

j

f

j

] ,

= 1 4

[ 2c

i

c

i

f

j

f

j

+ 2c

i

c

i

f

j

f

j

+ 2c

i

c

i

f

j

f

j

+ 2c

i

c

i

f

j

f

j

c

i

c

i

(

f

j

f

j

+ f

j

f

j

)

c

i

c

i

(

f

j

f

j

+ f

j

f

j

) ] . 最後 2 式( 2.3 拘束条件を用

1

2 c

σ

σ σ

c

· S

j

= 1 2

[ c

i

c

i

f

j

f

j

+ c

i

c

i

f

j

f

j

+ c

i

c

i

f

j

f

j

+ c

i

c

i

f

j

f

j

]

− 1 4

[ c

i

c

i

+ c

i

c

i

] ,

= 1 2

[ c

i

c

i

f

j

f

j

+ c

i

c

i

f

j

f

j

+ (

1 − c

i

c

i

)

f

j

f

j

+ (

1 − c

i

c

i

) f

j

f

j

]

− 1 4

[ c

i

c

i

+ c

i

c

i

] ,

= 1 2

[ c

i

c

i

f

j

f

j

+ c

i

c

i

f

j

f

j

f

j

f

j

c

i

c

i

f

j

f

j

c

i

c

i

]

− 1 4

[ c

i

c

i

+ c

i

c

i

] + 1

2 .

* ,

σ

f

c

+ -

* ,

σ

c

f

jσ

+ - = (

f

j

c

i

+ f

j

c

) (

c

i

f

j

+ c

i

f

j

) ,

= f

j

c

i

c

i

f

j

+ f

j

c

i

c

i

f

j

+ f

j

c

i

c

i

f

j

+ f

j

c

i

c

i

f

j

, 変形

1 2

σ σ

c

σ

σ σ

c

· S

j

= − 1 2 *

,

σ

f

jσ

c

+ -

* ,

σ

c

f

+ - − 1

4 [c

i

c

i

+ c

i

c

i

] + 1 2 ,

。定数項 重要 無視 。 未定乗数 λ

j

を導入 拘束条件( 2.3 )を考慮

( 2.1 ) 次 事 出来 H = − t

σ<i,j>

c

c

jσ

J 2

<i,j>

* ,

σ

f

c

+ -

* ,

σ

c

f

jσ

+ - − (

µ

c

+ zJ 4

) ∑

i

c

c

− ∑

j

λ

j

* ,

σ

f

f

jσ

− 1 +

- .

(2.4)

z ( = 4) 最近接格子点数

(10)

2.3 平均場近似 2 正方格子拡張近藤格子 平均場近似

2.3 平均場近似

平均場 ⟨ ∑

σ

f

c

を考 、今 場合最近接格子点間 混成を表 2 位置 依存 演算子:

φ

ji

= ∑

σ

f

c

(2.5)

を導入 。 φ

ji

を平均値 ⟨ φ

ji

平均値 δφ

ji

部分 分 、 φ

ji

φ

ji

= (

φ

ji

⟩ + δφ

ji

) (

φ

ji

⟩ + δφ

ji

) ,

= ⟨ φ

ji

⟩⟨ φ

ji

⟩ + ⟨ φ

ji

δφ

ji

+ ⟨ φ

ji

δφ

ji

+ δφ

ji

δφ

ji

,

≃ ⟨ φ

ji

⟩⟨ φ

ji

⟩ + ⟨ φ

ji

⟩ (φ

ji

− ⟨ φ

ji

⟩ ) + ⟨ φ

ji

⟩ (

φ

ji

− ⟨ φ

ji

⟩ ) ,

= ⟨ φ

ji

φ

ji

+ ⟨ φ

ji

φ

ji

− ⟨ φ

ji

⟩⟨ φ

ji

⟩.

、平均場近似 以下 求 :

H

M F

= − t

σ<i,j>

c

c

J 2

σ<i,j>

φ

ji

c

f

jσ

J 2

σ<i,j>

φ

ji

f

c

, (2.6)

+ J 2

<i,j>

⟨φ

ji

⟩⟨φ

ji

− ∑

µc

c

− ∑

j

λ

j

* ,

σ

f

jσ

f

jσ

− 1 + - .

φ

ji

≃ ⟨ f

jσ

c

= ⟨ c

f

jσ

⟩ = ⟨ φ

ji

(2.7)

µ = µ

c

+

J8z

。一般 φ

ji

位置 j i λ

j

j 依存 、本研究 並進 対称 場合を考 :

φ

ji

⟩ = φ

ji

, λ

j

= µ

f

. (2.8)

2.4 s 波、 d 波、 p 共存状態

伝導電子 局在 混成を表 ⟨ φ

ji

、球面調和関数 s , d

x2y2

, p

x

, p

y

軌道 同 対称性を 状 態を説明 。 、 φ

ji

6 4 種類 独立

ϕ

1

= φ

ji

= φ

y

, ϕ

2

= φ

ji

= φ

x

, ϕ

3

= φ

ji

= φ

y

, ϕ

4

= φ

ji

= φ

x

, (2.9)

(11)

2.4 s 波、 d 波、 p 波 共存状態 2 正方格子拡張近藤格子 平均場近似

6 s

波、

d

波、

px

波、

py

波 同時 取 状態 局在 見 周 相互作用。

y

軸 正方向 、右回

φ1,φ2,φ34

置 。

7 (a)s

波 状態 。

(b)d

波 状態。

(c)

px

波 状態。

(d)

py

波 状態 。 局在 見 、

x

軸方向 隣接 伝導電子 相互作用

y

軸方

向 隣接 伝導電子 相互作用 符号 決

を以下 線形結合 表 便利 。

φ

s

= 1

4 (ϕ

1

+ ϕ

2

+ ϕ

3

+ ϕ

4

) , (2.10)

φ

d

= 1

4 ( − ϕ

1

+ ϕ

2

ϕ

3

+ ϕ

4

) , (2.11)

φ

x

= 1

2 (ϕ

2

ϕ

4

) , (2.12)

φ

y

= 1

2 (ϕ

1

ϕ

3

) . (2.13)

φ

s

, φ

d

, φ

x

, φ

y

、図 7 球面調和関数 s , d

x2y2

, p

x

, p

y

軌道 同 対称性を 、

s 波、 d 波、 p

x

波、 p

y

(12)

2.5 平均場近似 対角化 2 正方格子拡張近藤格子 平均場近似

2.5 平均場近似 対角化

( 2.10 )、( 2.11 )、( 2.12 )、( 2.13 )を用 変換 、平均場近似 以下

H

M F

= ∑

k,σ

( ϵ

k

c

kσ

c

kσ

J [

cosk

x

+ cos k

y

] (

φ

s

f

kσ

c

+ φ

s

c

kσ

f

)

(2.14)

J [

cosk

x

− cos k

y

] (

φ

d

f

c

+ φ

d

c

kσ

f

) + i J sin k

x

(

φ

px

c

kσ

f

φ

px

f

kσ

c

kσ

) + i J sin k

y

(

φ

py

c

f

kσ

φ

py

f

kσ

c

kσ

)

µc

c

µ

f

f

kσ

f

) + J N

( | φ

s

|

2

+ | φ

d

|

2

+ 1

2 | φ

x

|

2

+ 1 2 | φ

y

|

2

)

+ µ

f

N .

k

第一 内 和 。行列表示

H = ∑

( c

kσ

f

) ( ϵ

k

µJY

k

J Y

k

µ

f

) ( c

kσ

f

)

+ J N

( | φ

s

|

2

+ | φ

d

|

2

+ 1

2 | φ

x

|

2

+ 1 2 | φ

y

|

2

)

+ µ

f

N (2.15)

表 、 2 × 2 行列を対角化 H

M F

= ∑

αkσ

E

αk

a

αk

a

αk

+ J N

( | φ

s

|

2

+ | φ

d

|

2

+ 1

2 | φ

x

|

2

+ 1 2 | φ

y

|

2

)

+ µ

f

N (2.16)

独立 2 自由電子 帰着

a

+k

= 1

√ 1 +

ϵkJYµkE+k

2

c

+ (

ϵ

kµE+k JYk

)

√ 1 +

ϵkJµYkE+k

2

f

kσ

(2.17)

a

k

= 1

√ 1 +

ϵkJYµkEk

2

c

+ (

ϵ

kµEk

JYk

)

√ 1 +

ϵkJµYkEk

2

f

kσ

(2.18)

E

kα

E

αk

= ϵ

k

µµ

f

2 + α

k

. (2.19)

(13)

2.6 混成近藤一重項 数値計算 2 正方格子拡張近藤格子 平均場近似

k

= √

δ

k2

+ J

2

| Y

k

|

2

,

Y

k

= γ

k

φ

s

+ д

k

φ

d

+ iA

k

φ

x

+ iB

k

φ

y

, δ

k

= ϵ

k

µ + µ

f

2 ,

ϵ

k

= − 2γ

k

, (2.20)

γ

k

= cos k

x

+ cos k

y

, д

k

= cos k

x

− cos k

y

, A

k

= sink

x

,

B

k

= sink

y

,

置 。熱力学 を求 以下 。

Ω = − k

B

T

αkσ

log (

1 + e

βEαk

) + J N

( | φ

s

|

2

+ | φ

d

|

2

+ 1

2 | φ

x

|

2

+ 1 2 | φ

y

|

2

)

+ µ

f

N . (2.21)

N 格子点数、 N

c

伝導電子数

2.6 混成近藤一重項 数値計算

混成近藤一重項 s 波、 d 波、 p 波 共存状態 数値計算方法を説明

有限温度 、熱力学 (2.21) 最小 状態 実現 φ

s

, φ

d

, φ

x

, φ

y

, µ , µ

f

変分 、熱力学 最小 条件を求 以下 :

∂ Ω

∂φ

s

= 0 , ∂ Ω

∂φ

d

= 0 , ∂ Ω

∂φ

x

= 0 , ∂ Ω

∂φ

y

= 0 , ∂ Ω

∂µ

f

= 0 , ∂ Ω

∂µ = −⟨ N

c

⟩.

( 2.21 )を用 計算

φ

s

= − J 2N

kσ α

α f (E

αk

) γ

k

k

Y

k

, φ

d

= − J

2N

kσ α

α f (E

αk

) д

k

k

Y

k

, φ

x

= − J

N

kσ α

α f (E

αk

) iA

k

k

Y

k

, (2.22)

φ

y

= − J N

kσ α

α f (E

αk

) iB

k

k

Y

k

,

1 = 1 N

kσ α

α

2∆ f (E

αk

) (E

αk

ϵ

k

+ µ ) ,

n

c

⟩ = 1 N

kσ α

f (E

αk

) ( 1

2 + αδ

k

2∆

k

)

,

。 、 ⟨ n

c

⟩ =

NNc

f (E

αk

) 分布 f (E

αk

) =

eβEα1k+1

6 方程式( 2.22 自己無撞着方程式 6 方程式を満 φ

s

, φ

d

, φ

x

, φ

y

µ , µ

f

値 求

解 。 φ

s

, φ

d

, φ

x

, φ

y

µ , µ

f

10 実数 6 方程式( 2.22 逐次

代入を繰 返 。具体的 計算手順を以下 示 。

(14)

2.6 混成近藤一重項 数値計算 2 正方格子拡張近藤格子 平均場近似

1. 乱数を用 φ

s

, φ

d

, φ

x

, φ

y

, µ, µ

f

値を決定 、 6 個 方程式( 2.22 右辺 代入 計算 2. φ

s

, φ

d

, φ

x

, φ

y

, µ , µ

f

値を 6 個 方程式 右辺 左辺 近 方向 変化

3. 変化 φ

s

, φ

d

, φ

x

, φ

y

, µ, µ

f

を方程式( 2.22 右辺 代入 計算

4. 6 方程式( 2.22 ) 相対誤差 10

5

範囲 入 計算を止 φ

s

, φ

d

, φ

x

, φ

y

, µ , µ

f

値を 解 。以下 条件を示 :

mold

φ

mnew

|

| φ

oldm

| < 10

5

,

| µ

old

µ

new

|

| µ

old

| < 10

5

, (2.23)

| µ

oldf

µ

newf

|

| µ

oldf

| < 10

5

.

m m = s , d , x , y new old 添字 φ

s

, φ

d

, φ

x

, φ

y

, µ , µ

f

変化 値 意味 。(条件式( 2.23 2 3 を繰 返 。)

1 4 を各温度 行 、各温度 φ

s

, φ

d

, φ

x

, φ

y

, µ , µ

f

を決定 。

(15)

3 S D 近藤一重項

3 s d 波 近藤一重項

章 P. Ghaemi and T. Senthile 研究 [21] を行 。電子数密度 n = 1 s

d 波 状態 調

3.1 s 波 近藤一重項

図 8 近藤一重項 状態 s 状態を調

( 2.16 φ

d

= 0 , φ

x

= 0 , φ

y

= 0 s 以下 H

M F

= ∑

αkσ

E

αk

a

αk

a

αk

+ J N

s

|

2

, (3.1)

E

αk

= ϵ

k

µµ

f

2 + α

k

. (3.2)

k

k

= √

δ

k2

+ J

2

γ

k2

| φ

s

|

2

, (3.3)

8

近藤一重項

s

波 。

(16)

3.2 s 近藤一重項 数値計算 3 S D 近藤一重項

熱力学 を求 以下 。

s

= − k

B

T

αkσ

log (

1 + e

βEαk

)

+ N | φ

s

|

2

. (3.4)

N ( = 10000) 格子点数、 N

c

( = 10000) 伝導電子数 、電子数密度 n = 1( = N

c

/ N ) 場合を考

。有限温度 熱力学 を最小 条件

∂ Ω

s

φ

s

= 0 , ∂ Ω

s

µ

f

= 0 , ∂ Ω

s

µ = −⟨ N

c

⟩.

導 。 (3.4) を用

0 = J

2

φ

s

 



αkσ

f (E

αk

) γ

k2

k

+ 2 J N  

 , (3.5)

1 = 1 N

αkσ

α

2∆

k

f (E

αk

) (E

αk

ϵ

k

+ µ ) , (3.6)

N

c

⟩ = ∑

α

f (E

αk

) ( 1

2 + αδ

k

2∆

k

)

. (3.7)

3.2 s 近藤一重項 数値計算

s 状態を数値計算 調 転移温度 T

c

を決定 。式 (3.5) φ

s

= 0 (3.8) φ

s

= 0 有限 0 温度 、転移温度 決定 出来 。図 9 転移温度 T

c

、 (3.8) 値 0 近傍 外挿 事 転移温度を決定 。転移温度以下 、 φ

s

限 値を取 、 (3.5) [] = 0 必要

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

0 1 2 3 4 5 6

T

J

Tc

秩序相 常磁性相

9

横軸

J

縦軸 温度

T s

転移温度

Tc

図 18 J = 4 , T = 0 . 1 φ d 有限 状態密度。 E + k , E − k φ d 有限
図 19 J = 4,T = 0.1 E − k = 0 。 n = 1 E − k = 0 面 。
図 27 J = 4,T = 0.1 φ x 有限 状態密度。 E + k , E − k φ x 有限
図 28 J = 4,T = 0.1 E − k = 0 。 n = 1 E − k = 0 面 。
+4

参照