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超伝導状態は磁性不純物で容易に壊されることから、磁性と超伝導は一見相容れないが、ある種の物質では両者が共存し、相関すらしている。本書は、このメカニズムを理解するために、磁性と超伝導を統一的に把握。レアアースをはじめとするf電子系物質に、実験・理論双方から迫る。

はじめに

第1章　自由原子・イオン中の電子
1-1　角運動量と磁気モーメント
1-2　Hund則と原子内交換相互作用
1-3　J多重項と磁気モーメント
1-4　自由イオンの磁性

第2章　結晶中の局在電子
2-1　結晶場効果
2-2　結晶場と物性
2-3　局在スピン間の直接交換相互作用
2-4　局在スピン系の磁気秩序
2-5　相転移と自発的対称性の破れ
2-6　臨界現象

第3章　結晶中を遍歴する電子
3-1　電子の非局在化とバンドの形成
3-2　相互作用の衣を着た電子
3-3　重い電子と価数揺動
3-4　de Haas-van Alphen効果
3-5　遍歴電子系における強磁性
3-6　遍歴電子系における反強磁性
3-7　磁気秩序の崩壊と量子相転移

第4章　超伝導
4-1　完全反磁性とMeissner効果
4-2　超伝導の基底状態
4-3　超伝導引力の起源
4-4　超伝導励起状態
4-5　臨界磁場
4-6　超伝導における対称性の破れ
4-7　異方的超伝導
4-8　UPd₂Al₃とUNi₂Al₃

第5章　伝導電子が媒介する局在スピン間相互作用
5-1　cf相互作用
5-2　金属中の局在モーメント
5-3　伝導電子のスピン偏極
5-4　RKKY相互作用
5-5　磁気励起子

第6章　近藤効果
6-1　近藤-芳田基底状態
6-2　位相シフトから見た近藤効果――重い電子の起源
6-3　電気抵抗極小の現象
6-4　スピンゆらぎの観測
6-5　近藤効果に対する結晶場効果
6-6　多チャンネル近藤効果

第7章　Fermi液体としての重い電子系
7-1　希薄近藤効果から高濃度近藤効果へ
7-2　重い電子の起源――直観的説明
7-3　断熱接続とFermi液体
7-4　Green関数による準粒子の表現
7-5　Fermi液体としての重い電子系
7-6　門脇-Woodsの関係
7-7　f²電子配置での重い電子系

第8章　量子臨界現象
8-1　量子臨界現象とは?
8-2　磁気臨界点にともなう量子臨界現象
8-3　遍歴磁性のモード結合理論
8-4　単サイト量子臨界現象
8-5　価数転移にともなう量子臨界現象

第9章　重い電子系超伝導
9-1　重い電子系超伝導体の概観
9-2　超伝導状態の記述
9-3　物理量の低温（T≪T_c）での温度依存性
9-4　ペア相互作用の起源
9-5　斥力起源超伝導の系譜
9-6　臨界価数ゆらぎによる「高温超伝導」
9-7　スピン軌道相互作用と超伝導ギャップの構造
9-8　異方的超伝導状態における不純物散乱の効果

第10章　磁性と超伝導の相関
10-1　磁気励起から見た遍歴性と局在性
10-2　磁気モーメントの超伝導に対する影響
10-3　反強磁性秩序と超伝導の共存・競合
10-4　遍歴・局在2重性モデル
10-5　UPd₂Al₃における遍歴・局在2重性と超伝導
10-6　強磁性秩序と超伝導の共存と競合
10-7　超伝導転移温度

付録A　生成・消滅演算子
A-1　Fermi粒子とBose粒子
A-2　Cooper対の生成と消滅
A-3　計算例

付録B　結晶場と群論
B-1　結晶場と群論
B-2　Stevensと等価演算子法
B-3　時間反転とKramers 2重項

付録C　動的磁化率と中性子散乱
C-1　一般化磁化率
C-2　中性子散乱実験

付録D　Green関数と準粒子
D-1　松原Green関数と遅延Green関数
D-2　Green関数のスペクトル表示

付録E　準粒子の「スピン」保存則の破れ

索　引

著：佐藤　憲昭
1955年生
1984年　東北大学大学院理学研究科博士課程修了
　　　　東北大学助手などを経て
現　在　名古屋大学大学院理学研究科教授、理学博士

著：三宅　和正
1949年生
1976年　名古屋大学大学院理学研究科博士課程単位取得退学
　　　　名古屋大学助教授、大阪大学教授、
　　　　豊田理化学研究所フェローなどを経て
現　在　大阪大学名誉教授・同大学大学院理学研究科招へい教授、理学博士