【物理】NIMS、高温超伝導体実現のカギとして「モット転移」近傍の謎を統一的に解明
1 ：まりも大使φ ★：
NIMS、高温超伝導体実現のカギとして「モット転移」近傍の謎を統一的に解明
物質・材料研究機構(NIMS)は2月15日、「電子相関」によって生じる絶縁体への「金属絶縁体転移(モット転移)」の本質を
理論的に明らかにし、高温超伝導体で観測されているさまざまな「異常な振る舞い」をモット転移近傍の性質として統一的に
説明することに成功したと発表した。研究はNIMS国際ナノアーキテクトニクス研究拠点(MANA)の河野昌仙研究者らの研究
グループによるもので、成果は米物理学会の論文誌「Physical Review Letters」オンライン版に2月15日に掲載された。
金属中の電子は互いに反発しながら動いているが、電子の密度が増えると、電子がクーロン斥力によって互いに反発する
ために起きる金属絶縁体転移の「モット転移」によって、「モット絶縁体」が生じることがある。
モット絶縁体は通常「反強磁性」を示し、小さなエネルギーで磁気的な励起(スピン励起)を生じさせることが可能だ。ただし、
電気を流すような電荷励起には大きなエネルギーを必要とする。なお、反強磁性とは、電子の上向きスピンと下向きスピンが
交互に並んだ磁気秩序が示す磁性のことをいう。
「強相関電子系」(強く相互作用する電子で構成される量子多体系)の根本的問題に関わるものとして、なぜ金属中の電子が
スピンと電荷の分離したモット絶縁体になるのかということは長年の謎とされてきたのである。
特に、1986年にベドノルツとミューラーによって「銅酸化物高温超伝導体」が発見されて以降、モット転移に関する理解の重要性が
再認識されることとなった。銅酸化物の高温超伝導は、銅と酸素で構成される2次元面のモット転移近傍で現れ、モット転移近傍の性質
(特に、モット絶縁体に由来する強い磁気揺らぎ)が、高温超伝導のメカニズムと深く関係していると考えられるようになったことが理由だ。
高温超伝導は金属相とモット絶縁相との間の電子密度の領域で現れ、その領域では金属の自由電子の描像でも、絶縁体の局在電子の
描像でも説明し難いさまざまな異常な振る舞いが観測されている。高い温度での超伝導は、こうした異常な振る舞いと関連していると考えられ、
その正確な理解が高温超伝導のメカニズム解明に不可欠であると考えられてきた。なお、異常な振る舞いとしては、主に以下の要素が知られている。
擬ギャップ(状態密度が減少しているように見えるエネルギー領域)
フェルミアーク(フェルミ面の一部分が残ったもの。フェルミ面は、無限小のエネルギーで励起された電子の波数を結んだ曲面(2次元系では曲線))
ドーピング誘起状態(モット絶縁体から電子を取り除くことによってエネルギーギャップ内に生じる励起状態)
平坦バンド(エネルギーと波数との関係を表す「分散関係」が平坦な状態)
(分散関係)キンク(分散関係の折れ曲がり)
(分散関係)ウォーターフォール(分散関係がほぼ垂直になるとともに、状態密度が極端に減少したように見える振る舞い)
スピノン的励起状態とホロン的励起状態(スピノンは1次元系で知られているスピンを運ぶ粒子で、ホロンは電荷を運ぶ粒子。反ホロンはホロンの反粒子)
ホールポケット(モット絶縁体から電子を取り除いた際に生じる空孔が作るフェルミ面)
これまで、これらを断片的なら説明することのできる理論は提案されてきたが、統一的にこれらを説明する理論は確立していなかったのである。
今回の研究によって、高温超伝導体で観測されているさまざまな異常な振る舞いは、金属からモット絶縁体へと移り変わる過程で現れる性質、
すなわち、モット絶縁体のスピンと電荷の分離に向けた兆候として、統一的に説明できることが明らかになった(画像1・2)。
モット転移近傍では、「物質中の電子が通常の電子のように振る舞う」(正確には、励起状態(固有状態)が1電子励起によって良く近似できる、
という意味)度合いを表す量(1電子励起のスペクトル強度)が幅広いエネルギー・波数領域にわたって濃淡をもって分布する(画像1・2)。そして、
その濃淡の変化がモット転移近傍の性質を理解する上で本質的に重要であることがわかった。なお1電子励起とは、最もエネルギーの低い状態の
「基底状態」に電子を1つ加える、または取り除く励起のこと。
続きはソースで
http://news.mynavi.jp/news/2012/02/16/026/index.html
依頼 http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1329247288/16
物質・材料研究機構(NIMS)は2月15日、「電子相関」によって生じる絶縁体への「金属絶縁体転移(モット転移)」の本質を
理論的に明らかにし、高温超伝導体で観測されているさまざまな「異常な振る舞い」をモット転移近傍の性質として統一的に
説明することに成功したと発表した。研究はNIMS国際ナノアーキテクトニクス研究拠点(MANA)の河野昌仙研究者らの研究
グループによるもので、成果は米物理学会の論文誌「Physical Review Letters」オンライン版に2月15日に掲載された。
金属中の電子は互いに反発しながら動いているが、電子の密度が増えると、電子がクーロン斥力によって互いに反発する
ために起きる金属絶縁体転移の「モット転移」によって、「モット絶縁体」が生じることがある。
モット絶縁体は通常「反強磁性」を示し、小さなエネルギーで磁気的な励起(スピン励起)を生じさせることが可能だ。ただし、
電気を流すような電荷励起には大きなエネルギーを必要とする。なお、反強磁性とは、電子の上向きスピンと下向きスピンが
交互に並んだ磁気秩序が示す磁性のことをいう。
「強相関電子系」(強く相互作用する電子で構成される量子多体系)の根本的問題に関わるものとして、なぜ金属中の電子が
スピンと電荷の分離したモット絶縁体になるのかということは長年の謎とされてきたのである。
特に、1986年にベドノルツとミューラーによって「銅酸化物高温超伝導体」が発見されて以降、モット転移に関する理解の重要性が
再認識されることとなった。銅酸化物の高温超伝導は、銅と酸素で構成される2次元面のモット転移近傍で現れ、モット転移近傍の性質
(特に、モット絶縁体に由来する強い磁気揺らぎ)が、高温超伝導のメカニズムと深く関係していると考えられるようになったことが理由だ。
高温超伝導は金属相とモット絶縁相との間の電子密度の領域で現れ、その領域では金属の自由電子の描像でも、絶縁体の局在電子の
描像でも説明し難いさまざまな異常な振る舞いが観測されている。高い温度での超伝導は、こうした異常な振る舞いと関連していると考えられ、
その正確な理解が高温超伝導のメカニズム解明に不可欠であると考えられてきた。なお、異常な振る舞いとしては、主に以下の要素が知られている。
擬ギャップ(状態密度が減少しているように見えるエネルギー領域)
フェルミアーク(フェルミ面の一部分が残ったもの。フェルミ面は、無限小のエネルギーで励起された電子の波数を結んだ曲面(2次元系では曲線))
ドーピング誘起状態(モット絶縁体から電子を取り除くことによってエネルギーギャップ内に生じる励起状態)
平坦バンド(エネルギーと波数との関係を表す「分散関係」が平坦な状態)
(分散関係)キンク(分散関係の折れ曲がり)
(分散関係)ウォーターフォール(分散関係がほぼ垂直になるとともに、状態密度が極端に減少したように見える振る舞い)
スピノン的励起状態とホロン的励起状態(スピノンは1次元系で知られているスピンを運ぶ粒子で、ホロンは電荷を運ぶ粒子。反ホロンはホロンの反粒子)
ホールポケット(モット絶縁体から電子を取り除いた際に生じる空孔が作るフェルミ面)
これまで、これらを断片的なら説明することのできる理論は提案されてきたが、統一的にこれらを説明する理論は確立していなかったのである。
今回の研究によって、高温超伝導体で観測されているさまざまな異常な振る舞いは、金属からモット絶縁体へと移り変わる過程で現れる性質、
すなわち、モット絶縁体のスピンと電荷の分離に向けた兆候として、統一的に説明できることが明らかになった(画像1・2)。
モット転移近傍では、「物質中の電子が通常の電子のように振る舞う」(正確には、励起状態(固有状態)が1電子励起によって良く近似できる、
という意味)度合いを表す量(1電子励起のスペクトル強度)が幅広いエネルギー・波数領域にわたって濃淡をもって分布する(画像1・2)。そして、
その濃淡の変化がモット転移近傍の性質を理解する上で本質的に重要であることがわかった。なお1電子励起とは、最もエネルギーの低い状態の
「基底状態」に電子を1つ加える、または取り除く励起のこと。
続きはソースで
http://news.mynavi.jp/news/2012/02/16/026/index.html
依頼 http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1329247288/16
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2 ：名無しのひみつ：2012/02/26(日) 22:06:42.61 ID:xpNugSir
常温超伝導と、常温核融合はどうなったの
3 ：名無しのひみつ：2012/02/26(日) 22:30:23.72 ID:kBw9bAQ4
ヘッドライン崩しやがって
もっともっとあなたをもっともっとしりた〜い
5 ：名無しのひみつ：2012/02/27(月) 00:40:20.69 ID:5TMAkhPS
流行ってるのか？
【物理】「モット絶縁体」の新たな性質発見 電荷の違いで特性変化/阪大など
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1278508725/
【物理】「モット絶縁体」の新たな性質発見 電荷の違いで特性変化/阪大など
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1278508725/
もっと転移してくれって、前から言ってるのに！！
7 ：名無しのひみつ：2012/02/27(月) 09:25:55.24 ID:XIPQnQ1G
ほか弁からホットモットへの転移か
8 ：名無しのひみつ：2012/02/27(月) 20:57:57.23 ID:rPfT+C1T
大山のぶ代 始まったな
>>5
ちょっと流行ってるらしいな。
ちょっと流行ってるらしいな。
10 ：名無しのひみつ：