2015 Fiscal Year Research-status Report
テンソルネットワーク法によるフラストレート量子スピン系の新奇秩序探索
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15K17701
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大久保 毅 東京大学, 物性研究所, 特任研究員 (00514051)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | テンソルネットワーク / フラストレーション / 磁性体 / 量子スピン / 相転移 / スピン軌道相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
二次元フラストレート磁性体の典型例である、S=1/2カゴメ格子ハイゼンベルグ量子スピン模型の磁場中での基底状態を、無限系の波動関数を表現出来る、PEPSテンソルネットワーク変分法により明らかにした。二次元DMRGによる計算から予想されていた、飽和磁化の1/9、1/3、5/9、7/9での磁化プラトー状態の存在が確認できたた一方で、1/3プラトー前後の磁化過程は、DMRG や厳密対角化の予想とは異なる振る舞いをすることが明らかとなった。さらに、Dzyaloshinskii-Moriya (DM) 相互作用がプラトー状態に与える影響を解析し、ハイゼンベルグ相互作用の10%程度の大きさのDM相互作用の存在で、1/3プラトーを始めとする磁化プラトーが消失することを明らかにした。
また、強いスピン軌道相互作用のために、方向に依存して異なるスピン成分が相互作用する異方的なキタエフ相互作用を持つとされているNa2IrO3について、第一原理計算から導出された有効模型である、ab initio キタエフ・ハイゼンベルグ模型の基底状態をPEPSテンソルネットワーク法により解析し、実験での観測と一致するzigzag磁気秩序が安定化することを明らかにした。さらに、実験的に制御可能な三方晶歪みを変化させた場合の基底状態相図の解析を進め、少数サイトの厳密対角化から予想されていたよりも多様な磁気秩序相が安定化することを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画で研究対象の一つとしていた歪んだカゴメ格子模型の計算を行う前段階として、歪みのないカゴメ格子模型の磁場中での基底状態を明らかにできた。また、二次近接以上の相互作用に対するfull updateアルゴリズムの開発・実装も順調に進み、次年度以降に研究対象を広げる準備ができた。これらの研究成果は、複数の研究会、国際会議で発表し、現在、成果を論文にまとめている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度に開発・実装したPEPSテンソルネットワーク法の計算コードを用いて、研究計画に挙げた模型の研究を進める予定である。また、今年度に新しく報告されたフラストレート磁性体物質の有効模型についても、研究対象に取り入れ、新奇物性の理解につなげたい。
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| Causes of Carryover |
予定していた国際会議への参加を一部見送った他、参加予定の国際会議で招待講演をすることになり、旅費が節約できたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
国内の研究会や国際会議に積極的に参加し、今年度の研究成果を国内外に広く紹介する。
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Research Products
(9 results)
