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結合スピンチューブ系におけるフラストレーション効果と新奇立体秩序の理論的研究

Research Project

Project/Area Number 16J02724
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Mathematical physics/Fundamental condensed matter physics
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

関 孝一  新潟大学, 大学院自然科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords磁性 / スピン / 相転移 / フラストレーション / モンテカルロシミュレーション / 臨界現象
Outline of Annual Research Achievements

本年度の研究では、イベント連鎖モンテカルロ法を用いることで、結合チューブ系と積層カゴメ格子系において実現する二種類の立体秩序Cuboc1, 2への相転移を解析した。イベント連鎖モンテカルロ法は近年提唱された新しいシミュレーション手法であり、フラストレーション系における緩和を劇的に改善する。詳細な解析の結果、結合三角チューブ及びJ1-J2積層カゴメ格子におけるCuboc2転移ではエネルギーヒストグラムにダブルピークが現れ、弱い一次転移であることが明らかとなった。さらに、J1-J2積層カゴメ格子と断熱的に接続されたJ1-Jd積層カゴメ格子におけるCuboc2転移では、ダブルピークが見えにくくなるものの一次転移を支持する結果が得られた。一方で、最近接相互作用が反強磁性のJ1-Jd積層カゴメ格子におけるCuboc1転移では、二次転移的な振る舞いが得られたが、推定されたηは誤差の範囲で0になった。そこで、相互作用パラメータを変化させて詳細に相転移を解析したところ、パラメータと共に臨界指数がシフトした。このような臨界指数の非普遍的な振る舞いは、バルクの極限で弱い一次転移が出現する兆候であると考えられる。以上の解析により、結合チューブ及び積層カゴメ格子における立体秩序Cuboc1, 2への相転移はどちらも弱い一次転移であり、立体秩序への相転移を記述すると考えられる対称性に基づいた有効模型であるO(3)×O(3) Landau-Ginzburg-Wilson模型の漸近展開で得られている結果と整合することを数値シミュレーションの立場から明らかにした。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Phase Transitions for Cuboc Orders in Stacked Kagome Heisenberg Systems2018

    • Author(s)
      Seki Kouichi、Okunishi Kouichi
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 87 Issue: 2 Pages: 023001-023001

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.023001

    • NAID

      210000134681

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spin-Wave Analysis for Kagome-Triangular Spin System and Coupled Spin Tubes: Low-Energy Excitation for the Cuboc Order2017

    • Author(s)
      Ochiai Masahiro、Seki Kouichi、Okunishi Kouichi
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 86 Issue: 11 Pages: 114701-114701

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.114701

    • NAID

      210000134583

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 積層カゴメ格子における立体秩序Cubocの相転移2018

    • Author(s)
      関 孝一
    • Organizer
      日本物理学会 第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 立体磁気秩序形成に伴う相転移と臨界現象2017

    • Author(s)
      関 孝一
    • Organizer
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 積層カゴメ格子における立体磁気秩序Cubocに対する相転移の解析2017

    • Author(s)
      関孝一、奥西巧一
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府・豊中市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Event-chainモンテカルロ法を用いた立体磁気秩序を持つスピン系における相転移の解析2016

    • Author(s)
      関孝一、奥西巧一
    • Organizer
      日本物理学会 第45回新潟支部例会
    • Place of Presentation
      新潟大学五十嵐キャンパス(新潟県・新潟市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 立体磁気秩序を持つスピン系における相図と臨界指数の解析2016

    • Author(s)
      関孝一、奥西巧一
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学各間キャンパス(石川県・金沢市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Snapshot spectrum of the world-line quantum Monte Carlo for one-dimensional quantum spin systems2016

    • Author(s)
      Kouichi Seki and Kouichi Okunishi
    • Organizer
      Fourth Workshop on Tensor Network States: Algorithms and Applications
    • Place of Presentation
      Hsinchu (Taiwan)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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