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助成番号 140762
研 究 成 果 報 告 書（国立情報学研究所の民間助成研究成果概要データベース・登録原稿）
研究テーマ（和文） ＡＢ

強相関電子系における繰り込み群法と乱雑位相近似を組み合わせた理論手法の開発

研究テーマ（欧文） ＡＺ

A new renormalization-group scheme combined with the random-phase approximation forstrongly-correlated electron systems

研究氏
代表名
者

ｶﾀｶﾅ ＣＣ姓） ツチイズ名） マサヒサ

研究期間 Ｂ

２０１４ ～ ２０１６ 年

漢字 ＣＢ

土射津昌久

報告年度 ＹR

２０１６ 年MASAHISA

研究機関名

名古屋大学

ﾛｰﾏ字 ＣＺ TSUCHIIZU

研究代表者 ＣＤ
所属機関・職名

名古屋大学大学院理学研究科・講師

概要 ＥＡ (600 字～800 字程度にまとめてください。)
ルテニウム酸化物、銅酸化物高温超伝導体や鉄系超伝導体などの強相関電子系において、スピンと電荷に加えて軌道自由度に注目が集まっている。スピン・電荷・軌道自由度の結合は、近年の最重要テーマのひとつであり、従来の標準理論である乱雑位相近似(RPA)等では記述することできない、高次の多体効果である「バーテクス補正効果」が重要な役割を果たしている。
「汎関数繰り込み群(RG)法」は「バーテクス補正効果」を系統的に取り込むことのできる優れた理論体系である。しかしながら、従来の方法では、微分方程式を導出する際に低エネルギー散乱にのみ注目した近似を行うため、高エネルギー散乱の波数依存性について不適切な取り扱いになることが知られていた。
我々はこの問題を解決するため、高エネルギー散乱について精度良く解析することのできる RG 法の新しい枠組みを開発してきた。この手法では、高エネルギー散乱については制限乱雑位相近似(cRPA)により波数依存性を精度良く解析し、低エネルギー散乱については RG 法により取り扱う。我々はこの手法を「RG+cRPA 法」と名付け、以下の問題に取り組み、この手法の有用性を証明することができた。
[ルテニウム酸化物における軌道揺らぎの発達とトリプレット超伝導]ルテニウム酸化物におけるトリプレット超伝導発現機構についてこれまで数多くの理論解析がなされてきた。実験的には、Fermi 面のネスティングに起因する強いスピン揺らぎが観測されている。この系に
RG+cRPA 法を適用した結果、スピン揺らぎが発達する波数において、軌道揺らぎも増大することを明らかにした。さらに、軌道揺らぎとスピン揺らぎが協同的に働くことにより、トリプレット超伝導が実現することを明らかにした。この結果は、ルテニウム酸化物におけるトリプレット超伝導の発現機構の新たなシナリオを提案するものである。
[銅酸化物高温超伝導体における電荷密度波]
銅酸化物高温超伝導体における電荷密度波(CDW)について、最近になって STM 及び X 線散乱による直接観測に成功し、その精密な構造が明らかとなり、大きな注目を集めている。本研究では、この系に RG+cRPA法を適用し、様々な電荷感受率の解析を行った。その結果、実験で示された CDW 状態を再現することに初めて成功した。さらに、この CDW 状態の起源は、スピン揺らぎが電荷揺らぎを誘発するためであることを明らかにした。
キーワード ＦＡ

強相関電子系

繰り込み群法（以下は記入しないでください。）
助成財団ｺｰﾄﾞ ＴＡ

研究課題番号 ＡＡ

研究機関番号 ＡＣ

シート番号- 1 -発表文献（この研究を発表した雑誌・図書について記入してください。）

雑Spin-triplet superconductivity in Sr2RuO4 due to orbital and spin fluctuations:
Analyses by two-dimensional renormalization group theory and self-consistentvertex-correction method

誌 著者名 ＧＡ

M.Tsuchiizu et al 雑誌名 ＧＣ

論文標題ＧＢ

ページ ＧＦ発行年 ＧＥ

2015

巻号 ＧＤ

91

論文標題ＧＢp-orbital density wave with d-symmetry in high-Tc cuprate superconductors predictedby renormalization-group + constrained RPA theory著者名 ＧＡ

M.Tsuchiizu et al 雑誌名 ＧＣ

雑誌

155103

Physical Review B

ページ ＧＦ

155148

発行年 ＧＥ

Physical Review B
201

6

巻号 ＧＤ

93

論文標題ＧＢ
雑誌

著者名 ＧＡ
ページ ＧＦ

雑誌名 ＧＣ～発行年 ＧＥ

巻号 ＧＤ

発行年 ＨＤ

総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

発行年 ＨＤ

総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

著者名 ＨＡ
図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ
著者名 ＨＡ

図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ

欧文概要 ＥＺ[Spin-triplet superconductivity due to the cooperation of spin and orbital fluctuations in ruthenateoxides]
We study the mechanism of the triplet superconductivity in ruthenate oxides, by applying the functional
renormalization group(fRG) method to the multi-orbital Hubbard model. Thanks to the vertex correction,
we observe the strong spin and orbital fluctuations at Q ≈ (2π/3,2π/3) in the quasi-one-dimensional
Fermi surfaces (which are composed of dxz and dyz orbitals). Moreover, due to the cooperation of spinand orbital fluctuations, the triplet superconductivity emerges where the superconducting gap is givenby the linear combination of (∆ x(k), ∆ y(k)) ≈ (sin 3kx, sin 3ky). These results can also be confirmed
by a diagrammatic calculation of the vertex correction.
[Charge-density-wave state in cuprate superconductors]
Emergence of the nematic density wave is a fundamental unsolved problem in cuprate superconductors.To
understand the origin of the nematicity, we employ the recently-developed functional
renormalization-group method with high numerical accuracy, and discover the critical development of
the charge-density-wave (CDW) instability in the strong-spin-fluctuation region. The obtained CDW state
possesses the key characteristics of the charge ordering pattern in Bi- and Y-based cuprate
superconductors. We conclude that the CDW is driven by the strong interference between spin and chargefluctuations. It is clarified that the strong charge-spin interference, which is the origin of thenematicity, is the hidden but significant characteristics of the electronic states in cuprate
superconductors.

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