Theoretical study on spin-liquid states in frustrated magnets and related problems
| Project/Area Number |
17K05519
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Condensed matter physics II
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | ハイゼンベルグ模型 / スピン液体 / 球体カゴメ / 量子ダイマー模型 / RVB状態 / 光格子 / ハバード模型 / 擬ギャップ / クラスター磁性体 / ハイゼンベルグ反強磁性体 / ジャロシンスキー・守谷相互作用 / ランダムネス / 球体カゴメ系 / フラクタルコード / 正方格子拡張ハバード模型 / フラストレーション / 磁化過程 / 熱的量子純粋状態 / リープ格子 / 磁性 / スピン系 / カゴメ格子 |
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| Outline of Final Research Achievements |
We have used the experimental magnetization process and specific heat of the spherical Kagome system {W72V30} to clarify what perturbations are important in this material, and have found that the model Hamiltonian is needed to contain the Dzyaloshinsky-Moriya interaction and a broad distribution of nearest-neighbor exchange interactions, whose magnitudes are about 10% of the average exchange interaction.
We have found a Heisenberg antiferromagnet whose effective low-energy model is the quantum dimer model. We calculated the model parameters in the quantum dimer model as a function of exchange interaction and found that the spin-iquid ground state can be realized.
Chakravarty et al. suggested that the origin of the pseudogap in the high-temperature superconductivity is the d-wave charge density wave. We have found the extended Hubbard model being a microscopic model for Chakravarty's scenario.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
球体カゴメ系{W72V30}の比熱測定で，Resonating Valence Bond(RVB)状態の特徴である，スピンギャップ以下での多数のシングレット状態の存在が示されている。本研究での摂動項の特定を足ががりに，今後，分数励起（スピノン）の観測が期待される。
等方的交換相互作用のみを持つ模型から量子ダイマー模型（ロクサー・キベルソン点含む）を作るレシピが明らかとなり，今後の量子シミュレータでの実現が期待される。
拡張ハバード模型がDDW秩序を持つ可能性が指摘され，今後，数値実験的研究での検証と，DDW秩序のさらなる理解，実験との対比が進むと期待される。
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Report
(4 results)
Research Products
(29 results)
