ZΓ0FL8)m ( 1-1-KA度導伝トスンルネkzkxkxkykz強相関電子系の電子状態と物理現象の理論解析59リポートリポート准教授柳 有起准教授山田 武見遷移金属 や希土類元素を含む物質群では多数の電子が強く相互作用しながら運動することで、磁性や超伝導など多彩な物性が現れます。このような物性の発現機構解明を目指した理論研究を推進しています。 電子が持つスピンや電荷と呼ばれる性質（自由度）は、物質の示す磁気的・電気的性質の源となっていますが、結晶中ではこれらに加えて軌道と呼ばれる自由度が重要となることがあります。このような複数の電子自由度の絡まり合いから生じる豊富な物理現象を数値計算や解析計算を相補的に用いて理論的に研究しています。また、電子自由度の制御法の提案による新規機能材料開拓など応用研究へ繋がるような研究も展開します。強く相互作用する電子系(強相関電子系)では、通常の固体物質と異なる興味深い現象(高温超伝導、多極子秩序)を示します。本研究室ではこうした多体協同現象の理論的解明と新奇物理現象の予測・探索を行います。これまで、元素や結晶構造のみから物質の電子状態を計算可能とする第一原理計算を、強相関電子系に適用するために発展させた手法により、それまで困難だった強相関物理現象の解明に取り組んできました(高温超伝導機構の提案、多極子間相互作用の導出)。今後は手法を更に発展させることで、より精密な理論的記述を行い、実験との高度な比較を通して、新奇物性の予測・探索とその応用を目指していきます。（＊）強相関電子系の電子状態と物理現象の解析例。（左図）Co3InxSn2-xS2のフェルミ面、（右図）輸送特性（異常ネルンスト効果）。●超伝導＝電子対を作って巨視的に凝縮 （電気抵抗ゼロや完全反磁性を示す）物質構造を反映した相互作用を第一原理的に(実験の入力なしに)評価し、コンピューターを用いた数値計算により超伝導や多極子状態を計算しますCo3Sn2S2のフェルミ面とベリー曲率現象をミクロに解明し、新奇現象/機構の予測/提案や新物質の探索を行います自然現象に学びつつ、未来のテクノロジーに繋がる新技術の卵を探索しますノーダルラインワイル点ベリー曲率Co3InxSn2-xS2の異常ネルンスト効果“強相関電子系の非自明な物理現象”-8 5 4 3 2 1 0-1-2-3 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1●多極子秩序＝結晶中の異方的電荷（＝多極子）が向きを揃えて整列x=0x=0.2x=0.4x=0.6x=0.8温度 (eV)Y. Yanagi et al., PRB 103, 205112 (2021)86Liberal Arts and Sciences多自由度電子系の物性開拓87Liberal Arts and Sciences強相関電子系における新奇物理現象の理論的解明と物性予測・新物質探索研究分野強相関電子系、軌道自由度、磁性研究内容私の研究のポイント研究分野物性理論、強相関電子系、第一原理計算研究内容私の研究のポイント
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