2017 Fiscal Year Annual Research Report
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16H02206
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
求 幸年 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40323274)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
紙屋 佳知 国立研究開発法人理化学研究所, 主任研究員研究室等, 基礎科学特別研究員 (20732382)
那須 譲治 東京工業大学, 理学院, 助教 (40610639)
加藤 康之 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (50708534)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 磁性 / 強相関電子系 / 物性理論 / 計算物理 / トポロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究計画に沿って研究を推進し、さらにそれを発展させることで、以下の研究成果を得ている。(1) 昨年度開発した新しいスピンダイナミクスの計算手法である量子モンテカルロ法と連続時間量子モンテカルロ法を組み合わせた手法により、2次元ハニカム格子及び3次元ハイパーハニカム格子上のキタエフ模型における磁化率、動的スピン構造因子、核磁気共鳴におけるスピン緩和率の計算を行い、論文としてとりまとめて出版した。ここでは、特に、これまでは難しかった低温における計算を行うことで、フラックス励起の影響を初めて明らかにした。(2) 上記の動的スピン構造因子の計算結果について、韓国の実験グループと共同研究を行い、理論と実験の間に見られた良い一致から得られた知見を取りまとめて論文として発表した。(3) キタエフ模型における熱伝導の理論計算を行った。まず、縦伝導に関しては、遍歴的なマヨラナ励起に対応した大きな寄与が存在することと、局在的なフラックス励起が有限周波数領域に非自明な寄与をもたらすことを明らかにした。さらに、横伝導の計算も行い、広い温度範囲にわたって熱ホール応答が現れ、特徴的な温度依存性を示すことを明らかにした。(4) 上記の計算結果について、京都大学の実験グループと議論を行い、理論と実験の間に見られた良い一致から得られた知見を論文として取りまとめた。(5) ハイパーノナゴン格子と呼ばれる3次元格子上のキタエフ模型に対する研究を行い、３次元カイラルスピン液体への有限温度相転移の様子を始めて明らかにした。(6) これまで、キタエフ量子スピン液体を実現する候補物質としてはd5低スピン系が考えられてきたが、d7高スピン系においてもキタエフ的な相互作用が現れ売ることを理論的に示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初計画していた研究内容について着実に成果が得られていることにとどまらず、派生的に生じてきた新しい問題についても研究が進んでいるため。とりわけ、熱伝導の計算については、理論計算を行うだけでなく、実験グループとの共同研究に発展したことは、今後さらに研究を進めていく上で非常に大きな成果と言える。さらに、海外の協力研究者であるSimon Trebst教授のグループとも共同研究を進めており、ここでも当初の計画以上の成果が得られつつある。さらに、「固体物理」において昨年度開始した誌上セミナー「量子スピン液体の最前線」の連載記事も順調に執筆している。また、2017年12月13日から15日にかけて「第二回 量子スピン液体研究の新展開」と題した研究会を行い、実験・理論の緊密なネットワークをより強固なものとするとともに、新しい課題の発掘にも務めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの順調な研究の進捗を踏まえて、予定通り平成30年度の研究計画を遂行するとともに、派生的に発展してきた研究も精力的に推進する。また、学会や国際会議等に参加し、研究成果を積極的に発信する。昨年度行なった研究会や、参加した学会・国際会議において参加者と議論することで、さらに新しい問題も着装しているため、それらについても研究を進める。
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