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長尾, 秀実 ; Nagao, Hidemi
概要:
本研究において、MgB_2超伝導体に代表される多重ギャップ超伝導発現には複数フェルミ面が重要であるという観点から、複数バンドからなる複数フェルミ面がもたらす物性発現機構を理論的に探究することを主眼に研究を行った。本研究では、(1)超伝導にお
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ける多重バンド効果のさらなる解明、(2)多重バンド効果による磁性発現の可能性、(3)有機分子性結晶における分子配向による多重バンド効果発現法則の探索、を行うことが目的である。この複数フェルミ面がもたらす新規な物性発現効果に対する理論的考察を行い、結晶構造の違いによる多重バンド効果の理論的予測を行った。超伝導発現における多重バンド効果では、多重バンド超伝導状態が単一バンド超伝導より安定化することが理論的に示された。この結果から超伝導転移温度の上昇が予測された。電子-格子相互作用による超伝導発現の場合、バンド間電子対トンネルが小さい場合は二つの異なる超伝導ギャップが存在し、バンド間対トンネルが大きい場合は区別が付かないことが示された。また、単一バンド理論の枠組みでは超伝導が発現する場合は有効電子間相互作用が引力で無ければならないが、フェルミ面が二つのバンドを横切る場合は斥力電子間相互作用でも超伝導発現することが示された。磁性における多重バンド効果では、二重バンド構造と磁性についての理論的考察を行った。単一バンド理論に相当するフェルミ面が1つのバンドを横切る場合は反強磁性的であるのに対し、フェルミ面が2つのバンドを横切る場合にはhalf-filling近傍で強磁性的になる可能性を示すことができた。有機分子性結晶の多くに見られるヘリーンボーン構造と二層正方格子構造についての物性発現予測を行った結果、二層正方格子構造では多重バンド効果により新規な磁性および超伝導性発現の可能性があることが示された。また、外場下での物性変化についても考察を行った。<br />Many bands play an important role of many gap superconductivity such as MgB_2 superconductor. Form viewpoint of the importance of many-band, we have theoretically investigated new physical properties such as superconducting gaps etc. arising from many-band. Our purposes of this project are (1) to investigate many-band effects on superconductivity, (2) to investigate many-band effects on magnetism and to discuss the possibility of new magnetic properties, and (3) to investigate many-band effects in molecular crystals. In this project, we have investigated many-band effects on superconductivity and magnetism by using Green's function techniques and some many-band models.In many-band effects on superconductivity, we have obtained that the superconducting gap in namy-band systems becomes more stable than that of single band systems. The transition temperature for many-band superconductivity becomes higher than that of single band superconductivity. An effective two-electron pair scattering process between bands has a very important role to apper many-band superconductivity. We also have investigated a cooperative mechanism for superconductivity with the pair electron scattering process and the effective electron interactins from electron-phonon interaction. In a single band model such as BCS model, the effective electron interaction should be negative. However, In many-band systems, many-band superconductivity appears, even if the effective electron interaction becomes positive or negative.In many-band effects on magnetism, we have found that effective electron-electron interaction becomes ferromagnetic at half-filling in many-band systems and that antiferromagnetic interaction appears by hole-doping into the many-band systems.We have investigated magnetic and superconducting properties of herringbone and two-layer square lattices in organic crystals. In the two-layer square lattice, we have obtained that we can expect interesting magnetic properties by many-band effects and have also found the possibilities of many-band superconductivity in such two-layer lattices.<br />研究課題/領域番号:15550010, 研究期間(年度):2003-2004<br />出典：「分子性結晶構造と超伝導および磁性における多重バンド効果の関連性に関する理論的研究」研究成果報告書 課題番号15550010 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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長尾, 秀実 ; Nagao, Hidemi
概要:
金沢大学理工研究域<br />本研究では分子性結晶における超伝導発現および外場誘導超伝導発現の可能性についての理論的研究を行った。まずはじめに、電子-格子相互作用をによるバンド内有効電子間相互作用と電子対散乱あるいは電子対トンネルを含むバン
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ド間有効電子間相互作用に着目し、平均場近似、二粒子グリーン関数法、繰り込み郡の方法などを用いて超伝導状態について理論的に考察を行い、以下の結果を得た。フェルミ面が複数のバンドを横切る場合には超伝導における多重バンド効果が起ることが理論的に示された。超伝導の多重バンド効果により超伝導ギャップが安定化して、超伝導転移温度がより高くなることが示された。このような多重バンド超伝導では電子間相互作用により単数あるいは複数の超伝導ギャップが現われることが示された。次に、平均場近似レベルでの超伝導状態計算プログラムを開発し、有機分子性結晶などのへの展開も試みた。有機分子結晶の多くに見られるヘリンボーン構造をみると二重バンド構造を持つことが分かる。このバンド構造への電子あるいはホールドープが可能であれば、超伝導発現の可能性が期待されることが示された。また、有効電子間相互作用の対称性と超伝導ギャップの対称性の関連性が示された。これらの計算から、多層構造をもつ有機分子性結晶では外場誘導超伝導の可能性が期待される。一方、外場誘導超伝導実現は外場による格子歪みなどの問題があり、今後の課題である。現在、これらのプログラムの第一原理計算への拡張を展開している。<br />研究課題/領域番号:13740328, 研究期間(年度):2001-2002<br />出典：「有機分子性結晶の外場誘導超伝導発現の理論的研究」研究成果報告書 課題番号13740328（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（ https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-13740328/）を加工して作成
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