スピンと軌道の電子論
内容紹介
固体結晶中における電子の集団が，そのスピンと軌道を絡み合わせて織りなす，彩り豊かな物性現象を取り扱うための基礎事項をまとめた．物性物理、化学の研究者向け．
目次
本書のメインテーマは固体中の電子が織りなす電磁気的な物性であるので、第1章では、物質中の電磁気学の簡単な復習と第2量子化、線形応答などの理論的手法の導入を行う。
第2章では、孤立原子に局在した電子自由度の取り扱いや電子相関の起源となる電子間のCoulomb 相互作用について議論する。
第3章では、結晶の周期ポテンシャル中を運動するいわゆるBloch 電子に関する話題と電子状態を扱う際に便利な道具である(相互作用のない) Green関数や感受率の導入を行う。また、軌道運動に対する磁場効果についても議論する。
第4章では、さまざまな秩序を生み出す相互作用の起源について整理し、局在系と遍歴系の平均場近似による取り扱いと秩序下での励起について取り扱う。平均場近似は、多体効果を本格的に議論する際の出発点となるので、あまり軽視してはいけない。
第5章では、局在と遍歴の相互関係、両者のはざまで生じる物性について概観する。この章では多体問題に踏み込まざるを得ないが、あまり深入りはせず考え方の筋道を述べるようにした。
第6章では、電子のもつ自由度を統一的かつ包括的に取り扱う際に有用な概念である微視的多極子について議論する。特に、近年の重要な話題である反転対称性のない系におけるスピン軌道相互作用に関連する物性を取り扱う際に威力を発揮する拡張多極子の考え方についても紹介する。
第7章では、空間反転対称性の破れに関する話題を取り扱う。本編では触れられなかった補足事項については、付録でまとめて取り扱った。
基礎編
第1章 基礎事項
第2章 局在電子系
第3章 遍歴電子系
第4章 磁気秩序
応用編
第5章 遍歴と局在
第6章 微視的多極子
第7章 空間反転対称性の破れ
付録A 補足事項