強相関電子系のソースを表示

'''強相関電子系'''（きょうそうかんでんしけい、<strong lang="en" xml:lang="en">Strongly correlated electron system</strong>）とは[[固体物理学]]の用語で、物質の中でも電子どうしの間に働く有効な[[クーロン相互作用]]が強いものをこのように呼び表す。

== 概説 ==
単純な金属（銅、アルミニウム等）では電子の電荷は原子核の持つ電荷によってよく遮蔽されており、電子は金属中であたかも孤立した自由な粒子として振る舞う（[[一電子近似|一体近似]]が有効である）ことが知られている。このような状態を「電子相関が無視できる」状態と呼ぶ（直感的には、一つの電子の周りから他の電子が逃げることで、残った原子核の正電荷により遮蔽が起こると理解すればよく、結局電子の密度と動きやすさが遮蔽の有効性をきめる重要な要因となる）。それに対し、[[遷移元素|遷移金属]]や[[希土類元素|希土類]]を含む系では、電子の運動が特定の軌道に制限される等により局在性が強まり、遮蔽が不完全になることで電子どうしのクーロン相互作用が無視できなくなっている。また、[[電子ガス]][[モデル (自然科学)|モデル]]でよく記述されるような系においても、[[電子密度]]が低く遮蔽が不完全な領域（電子密度を担うパラメータr<SUB>s</SUB>の値が大きい領域）では同様の状況になる。このような系では、いわゆる[[バンド理論]]（一体近似を前提とする[[バンド計算]]により電子状態を予測する理論）などは正しい結果を与えなくなる。

===強相関電子系の例===
[[ウィグナー結晶]]が出来るような低密度系（r<SUB>s</SUB>は100程度以上）や、2次元電子系（→[[量子ホール効果]]）。また、[[遷移元素|遷移金属]][[酸化物]]は[[電子相関]]の強いものが多い。遷移金属酸化物で[[価電子]]数が[[奇数]]となる場合、バンド理論からは[[金属]]になることが予想され、バンド計算の結果も[[金属]]を示唆する。しかし実際は[[絶縁体]]となる系（[[モット絶縁体]]）が存在する。その他にも、4f、5f電子を[[価電子]]に持つ[[ランタノイド]]、[[アクチノイド]]の[[化合物]]の中に見られる[[重い電子系]]や、[[銅酸化物]]を中心とした[[高温超伝導]]物質も強相関電子系である。

==関連記事==
*[[物性物理学]]
*[[バンド理論]]
*[[モット転移]]
*[[高温超伝導体]]
*[[重い電子系]]
*[[ハバードモデル]]

[[category:固体物理学|きょうそうかんてんしけい]]