基本情報

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大野 義章

ONO Yoshiaki


学系

自然科学系

系列

数理物質科学系列

職名

教授

メールアドレス

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研究室電話

025-262-6275

研究室FAX

025-262-6275

出身大学 【 表示 / 非表示

  • 金沢大学  理学部

    大学,1986年03月,卒業,日本国

出身大学院 【 表示 / 非表示

  • 名古屋大学  理学研究科

    博士課程,1991年03月,修了,日本国

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 理学博士,物性Ⅱ,名古屋大学,課程,1991年03月

学内職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 新潟大学 理学部 物理学科,教授,2003年09月 ~ 2017年03月

  • 新潟大学 自然科学研究科 数理物質科学専攻,教授,2010年04月 ~ 継続中

  • 新潟大学 自然科学研究科 数理物質科学専攻,教授,2010年04月 ~ 継続中

  • 新潟大学 理学部 理学科,教授,2017年04月 ~ 継続中

専門分野(科研費分類) 【 表示 / 非表示

  • 物性Ⅱ

  • 数理物理・物性基礎

 

研究経歴 【 表示 / 非表示

  • 強相関電子系の理論,1988年04月 ~ 継続中

    銅酸化物高温超伝導体、コバルト酸化物超伝導体、鉄化合物高温超伝導体、重い電子系、モット転移、金属強磁性、動的平均場理論,物性Ⅱ,数理物理・物性基礎,国際共同研究,科学研究費補助金

  • 低次元電子系の理論,1986年04月 ~ 継続中

    有機導体、Pr系銅酸化物、朝永ラッティンジャー液体、数値的厳密対角化、くりこみ群,物性Ⅱ,数理物理・物性基礎,国内共同研究,科学研究費補助金

  • 強結合電子フォノン系の理論,1999年11月 ~ 継続中

    ポーラロン、バイポーラロン、ラットリング、非調和フォノン、強結合超伝導、動的平均場理論,物性Ⅱ,数理物理・物性基礎,国際共同研究,科学研究費補助金

  • シリコン原子空孔の理論,2005年04月 ~ 継続中

    点欠陥、弾性ソフト化、動的ヤーンテラー効果,物性Ⅱ,数理物理・物性基礎,国内共同研究,科学研究費補助金

論文 【 表示 / 非表示

  • Dynamical mean-field theory for the anisotropic Kondo semiconductor: Temperature and magnetic field dependence,Takemi Yamada, Yoshiaki Ono,Physical Review B,Vol.85,No.16, pp.165114-1-165114-10,2012年04月,英語

    研究論文(学術雑誌),共著

  • Heavy-Electron Formation and Polaron-Bipolaron Transition in the Anharmonic Holstein Model,Takahiro Fuse, Yoshiaki Ono, Takashi Hotta,Journal of the Physical Society of Japan,Vol.81,No.4, pp.044701-1-044701-11,2012年03月,英語

    研究論文(学術雑誌),共著

  • Structural transition, ferro-orbital order and its fluctuation-mediated s++-wave superconductivity in iron pnictides,Yoshiaki Ono, Yuki Yanagi, Naoko Adachi, Youichi Yamakawa,Solid State Communications,Vol.152, pp.701-710,2012年01月,英語

    研究論文(学術雑誌),共著

  • Dynamical Mean-Field Study of Metamagnetism in Heavy Fermion Systems,Takemi Yamada, Yoshiaki Ono,Journal of the Physical Society of Japan,Vol.80,No.Supplement A, pp.131-1-131-3,2011年07月,英語

    研究論文(学術雑誌),共著

  • Heavy Fermions due to Cooperative Effects of Coulomb and Electron-Phonon Interactions in the Two-Orbital Periodic Anderson Model,Keisuke Mitsumoto, Yoshiaki Ono,Journal of the Physical Society of Japan,Vol.80,No.Supplement A, pp.138-1-138-3,2011年07月,英語

    研究論文(学術雑誌),共著

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総説・解説記事 【 表示 / 非表示

  • 鉄系超伝導の発現機構,大野義章,丸善出版,パリティ,Vol.27,No.1, pp.30-32,2011年12月,日本語

    総説・解説(商業誌),単著

学術関係受賞 【 表示 / 非表示

  • JPSJ: Papers of Editors’ Choice,2010年12月,日本国,学会誌・学術雑誌による顕彰,Physical Society of Japan,Y. Yanagi, Y. Yamakawa, N. Adachi, Yoshiaki Ono

  • Physica C: Top Cited Article 2005-2010,2010年10月,オランダ王国,学会誌・学術雑誌による顕彰,Elsevier,K. Mitsumoto, Y. Ono

科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 基盤研究(C),2011年04月 ~ 2014年03月,鉄系高温超伝導の発現機構と対称性

    鉄系高温超伝導体の超伝導機構として、これまで反強磁性揺らぎを媒介とするs±波超伝導と軌道揺らぎを媒介とするs++波超伝導が提案されており、論争が続いている。どちらの超伝導が実現しているかを解明するには、従来の研究で用いられてきたRPAを超えて相関効果をより正確に取り扱う必要がある。本研究では局所相関と空間相関を共に十分に考慮し、且つ複雑な格子模型にも適用可能な量子多体計算手法を開発する。得られた手法を鉄系超伝導体の基本模型(多軌道ハバード(d-p)ホルスタイン模型)に適用し、超伝導の発現機構と対称性を解明する。特に、電子相関と軌道-格子相関の協力効果によって増強される軌道揺らぎを媒介とする新しい超伝導機構の可能性を検証する。その際、各物質を記述する低エネルギー有効模型を第一原理計算に基づいて導出し、磁気秩序、軌道秩序、構造転移の相図や超伝導転移温度Tcの物質依存性を説明する。

  • 基盤研究(C),2005年04月 ~ 2008年03月,コバルト酸化物における多元要素の量子多体効果が導く異常物性と新奇超伝導機構の理論

    Na_xCoO_2・yH_2Oにおける超伝導の発見以来、その対称性については様々な可能性が特に理論的に議論されてきたが、ナイトシフトや不純物効果の実験によれば一重項s波の可能性が高いと考えられる。本研究では、この系の超伝導を、Coのd軌道5個とCo面の上下の酸素面にあるp軌道それぞれ3個の合計11個の軌道を含む2次元三角格子llバンドd-p模型に基づいて調べる。軌道内のクーロン相互作用U、軌道間のクーロン相互作用U'、フント則結合Jによる電子相関効果を、絶対零度ではGutzwiller近似に相当するKotliar-Ruckensteinのスレーブボソン法を用いて考慮し、Na_xCoO_2では電子相関効果によってE_gバンドは押し下げられ6個のホールポケットは消失し、A_<lg>バンドの大きなホールフェルミ面のみ残ること、また、H_2Oが挿入されるとCo面と酸素面の間隔が縮まりtrigonal歪みが増大することにより、E_gバンドが押し上げられ6個のホールポケットが出現することを示した。さらに、クーロン相互作用の軌道間ペアトランスファー項J'を考慮に入れ、超伝導のギャップ方程式を導いた。A_<lg>バンドのつくる大きなフェルミ面に加えてE_gバンドのホールポケットが現れるとき、AlgとEgのギャップ関数が逆符号となる一重項s波の超伝導が実現する。これは、電子一格子相互作用により導いた一重項s波超伝導とは、軌道間のギャップ関数の符号が異なる。x〜0.6からx〜1.0にかけて非常に大きなギャップ、及び転移温度が見られるが、実際にはこの領域では面内強磁性の効果で超伝導は実現しないと考えられる。以上の結果は、ごく最近の転移温度の同位体置換効果がほとんど無いという実験ともコンシステントである。

  • 特定領域研究,2005年04月 ~ 2007年03月,コバルト酸化物の電子状態と超伝導の理論

    Na_xCoO_2・yH_2Oにおける超伝導の発見を契機に、その母物質Nax_CoO_2の電子状態が精力的に研究され、顕著なドーピング依存性が明らかにされつつある。特にx=0.5では、Naの1次元整列のもとで、面内反強磁性(T_<c1>-=87K)と金属絶縁体転移(T_<c2>=53K)の興味ある2段転移を示すが、後者の起源については未だ明らかにされていない。そこで本研究では、2次元三角格子11バンドd-p模型を用いて層状コバルト酸化物Na_<0.5>CoO_2のCoO_2面の電子状態を調べた。Tight-bindingのパラメータはSinghのLDAバンド計算の結果を再現するように決め、Coサイトのクーロン相互作用は、軌道内及び軌道間の直接項U,U'、交換相互作用J、及びペアトランスファーJ'をHartree-Fock近似の範囲内で考慮した。さらに、x=0.5で起こるNaイオンの1次元整列の効果を、CoO_2面におけるCoの原子準位の変化として取り入れた。Naの1次元整列の効果によってフェルミ面のネスティングが増加し、フラストレーションが解消され反強磁性が出現することを明らかにした。得られた反強磁性秩序はパラメータ依存性が大きく、大きな状態密度を持つ金属的な反強磁性から、半金属的、絶縁体的な物まで現れる。さらに、T_<c2>における金属絶縁体転移の起源として、Naの1次元整列の方向とは垂直な方向の電荷秩序である可能性を考え、最近接クーロン相互作用Vを考慮した計算を行った。その結果、およそUの半分程度のVを入れる事で反強磁性と軌道秩序を伴った電荷秩序の共存解を得た。反強磁性転移では態密度はほとんど変化しないが、加えて軌道秩序を伴った電荷秩序が起きると急速に状態密度が減少し、実験結果とコンシステントである。本研究では、T_<c2>における金属絶縁体転移の起源として、軌道秩序を伴った電荷秩序転移である可能性を提案した。

  • 基盤研究(C),2002年04月 ~ 2005年03月,モット転移近傍におけるフォノン、軌道、乱れの効果

    1.軌道自由度のあるハバード模型のモット転移を動的平均場理論により調べた。フント則結合Jの効果により、モット転移の臨界相互作用U_cが急速に小さくなる。また、J=0では2次転移としておこるモット転移がJ≠0では1次転移へと変化する。
    2.軌道自由度のある1次元ハバード模型を数値的厳密対角化法により調べた。フント則結合Jとクーロン相互作用Uの共に大きな強相関領域で実現する完全強磁性は、結晶場分裂Δの効果により不完全強磁性へと変化する。さらに、不完全強磁性近傍の金属状態では超伝導が実現する。
    3.オンサイトのクーロン相互作用Uに加えて、最近接サイト間のクーロン相互作用Vをもつ1次元拡張ハバード模型の金属絶縁体転移を、数値的厳密対角化法により調べた。有限系に対する厳密対角化の結果を初期値として繰り込み群の方程式に代入することにより、電荷ギャップや臨界指数をU-V平面上で精度良く求めた。
    4.ハバード相互作用Uと電子フォノン相互作用gの全領域で、ハバード・ホルスタイン模型の金属絶縁体転移を動的平均場理論により調べた。Uが大きな領域ではモット絶縁体へ、gが大きな領域ではバイポーラロン絶縁体へと転移する。前者は常に2次転移であるが、後者はUが大きい場合には1次転移となる。
    5.周期的アンダーソン・ホルスタイン模型を動的平均場理論により調べた。電子フォノン相互作用の増大と共に準粒子の有効質量が増大し、強結合領域では有効質量が100倍以上になる重い電子状態が実現する。それに伴って、フォノンのソフト化や大きな格子の揺らぎが見られる。また、強結合領域ではイオンの有効ポテンシャルが、単純な調和型ポテンシャルからdouble-well型ポテンシャルへと変形する。

受託研究受入実績 【 表示 / 非表示

  • 鉄系高温超伝導のメカニズム解明とHigh-Tc物質設計,2011年04月 ~ 2012年03月,財団法人内田エネルギー科学振興財団,一般受託研究

  • 鉄プニクタイド系超伝導研究と物質設計,2010年10月 ~ 2012年03月,JST,一般受託研究

  • 新しいエネルギー変換材料開発のための物質設計,2006年04月 ~ 2007年03月,財団法人内田エネルギー科学振興財団,一般受託研究

共同研究実施実績 【 表示 / 非表示

  • コバルト酸化物の電子状態の理論的研究,2005年04月 ~ 2008年03月,東北大学金属材料研究所,国内共同研究

研究発表 【 表示 / 非表示

  • 日本物理学会 2011年秋季大会,山田武見,山川洋一,大野義章,国内会議,2011年09月,富山大学,シリコン原子空孔における電荷状態の拡がりと相関効果,口頭(一般)

  • 日本物理学会 2011年秋季大会,林健太,山田武見,柳有起,大野義章,国内会議,2011年09月,富山大学,動的平均場による2軌道ハバード模型の磁気秩序と軌道秩序II,ポスター(一般)

  • 日本物理学会 2011年秋季大会,山田武見,大野義章,国内会議,2011年09月,富山大学,動的平均場理論による近藤半導体の電子状態II,ポスター(一般)

  • 日本物理学会 2011年秋季大会,柳有起,大野義章,国内会議,2011年09月,富山大学,自己無憧着揺らぎ理論による鉄系超伝導体の電子状態,ポスター(一般)

  • 日本物理学会 2011年秋季大会,笠井貴文,柳有起,山田武見,柳有起,大野義章,国内会議,2011年09月,富山大学,鉄系超伝導体のミニマル・モデルに対する動的平均場理論,ポスター(一般)

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 2017年度,物性物理学I,2017年04月 ~ 2017年08月,専任

  • 2017年度,物理学基礎A I,2017年04月 ~ 2017年06月,専任

  • 2017年度,理学スタディ・スキルズ,2017年04月 ~ 2017年06月,専任

  • 2017年度,固体電子論,2017年04月 ~ 2017年09月,専任

  • 2016年度,物理数学演習II,2016年10月 ~ 2017年03月,専任

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教育活動に関する受賞 【 表示 / 非表示

  • 新潟大学学長教育賞,2010年03月,新潟大学