Nanoscience and Quantum Physics 量子物理学・ナノサイエンス第 23 回特別セミナー励起子絶縁体としての Ta2NiSe5 の理論講師：金子竜也氏（千葉大学大学院理学研究科）日程： 4 月 17 日（金）13:30場所：本館 2 階 H284A 物理学科輪講室概要励起子相、時に励起子絶縁体と呼ばれるものは、バンドの重なりの小さい半金属やギャップの小さい半導体において励起子（電子-ホール対）の凝縮状態として基底が記述される相のことである[1]。層状カルコゲナイド Ta2NiSe5[2]は励起子絶縁体の候補物質として、近年注目を集めている物質である[3-5]。Ta2NiSe5 は半導体的な電気抵抗の振る舞いを示すが、室温付近で構造相転移を伴ったが観測されている [2]。角度分解光電子分光の実験から、Ta2NiSe5 における相転移の起源として励起子絶縁体転移の機構が提案された[3]。我々は密度汎関数法に基づく電子構造計算から励起子形成に有効なバンド構造を導いた。そこから有効模型として電子-格子相互作用を考慮した３バンド Hubbard 模型を構成し、解析を行った結果、バンド間クーロン相互作用と電子-格子相互作用が協力し合い、励起子絶縁体への転移が Ta2NiSe5 における構造相転移を誘発することを示した[4]。発表では、我々が進めてきた拡張 Falicov-Kimball 模型や多軌道 Hubbard 模型における励起子相の研究から基礎理論を解説し、その後に Ta2NiSe5 における励起子絶縁体の理論を展開する予定である。 [1] B. I. Halperin and T. M. Rice, Solid State Physics 21, 115-192 (1968). [2] F. J. DiSalvo et al., J. Less-Common Met. 116, 51 (1986). [3] Y. Wakisaka et al., Phys. Rev. Lett. 103, 026402 (2009). [4] T. Kaneko et al., Phys. Rev. B 87, 035121 (2013). [5] K. Seki et al., Phys. Rev. B 90, 155116 (2014). 連絡教員物性物理学専攻古賀昌久（内線 2727）東京工業大学ナノサイエンス・量子物理学国際研究センター主催 2015 年 4 月同「ナノサイエンスを拓く量子物理学拠点」、大学院理工学研究科基礎物理学専攻・物性物理学専攻共催