스핀밀도파의 슬라이딩과 자기장의 영향

Abstract

본 논문에서는, 준 일차원 전자계에서 나타나는 특이한 기저상태인 전하 밀도파와 스핀밀도파에 대해서 일반적인 특성과 그 둘 사이의 차이를 언급하고, 전하밀도파에 대해서는 이론적으로나 실험적으로 잘 확인된 슬라이딩 모드(sliding mode)가 스핀밀도파에서도 일어날 수 있음을 밝힌다. 비등방적 허바드 모형을 도입하여, 스핀밀도파의 슬라이딩을 억제시키는 피닝 효과를 극복하기 위하여 필요한 최소한의 전기장, 즉 임계 전기장 E_(T) 세가지 유형의 피닝에 대하여 계산한다. 다시 말해서, 불순물에 의한 피닝을 피닝 정도에 따라 강한 피닝 극한과 약한 피닝 극한으로 분리하여 계산하고, 정합(commensurability)에 의한 피닝도 고려한다. 각 경우의 임계 전기장을 온도의 함수로 예측해보고, 이런 예측을 실험에 의한 결과들과 비교해 본다. 한편, 전도면에 수직한 방향으로 가해진 자기장이 상관길이(correlation length)에 미치는 효과를 분석해 보고, 자기장의 세기가 커질수록 임계 전기장이 증가함을 실험사례로 확인해 본다. ; In the first place, the general properties of charge-density wave(CDW) and spin-density wave(SDW), and differences between them are described; CDW and SDW are special ground-states stabilized in quasi-one dimensional electronic systems. The sliding mode, which has been confirmed both theoretically and experimentally for CDW, is shown to exist for SDW as well. Making use of the anisotropic Hubbard model, the threshold electric field E_(T)-the smallest electric field in order to overcome the pinning effect which prevents SDW from sliding-is calculated in three different cases. In other words, the pinning due to the impurities is considered in strong-pinning limit and weak-pinning limit, respectively, and the pinning by the commensurability with the underlying lattice is also considered. The temperature dependence of the threshold electric field is derived, too. Comparison with experimental results are quite successful. The effect of magnetic field to the transverse correlation length is analyzed, on condition that the magnetic field is applied perpendicular to the conducting plane. The fact that magnetic field would increase the threshold electric field, is verified by available experimental results.