2018 Fiscal Year Annual Research Report
可解模型を起点とした強いスピン軌道相互作用がもたらす特異な量子状態の探求
| Project/Area Number |
16K17747
|
|---|
| Research Institution | Yokohama National University |
|---|
Principal Investigator |
那須 譲治 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40610639)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 強相関電子系 / スピン軌道相互作用 / 量子スピン液体 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、スピン軌道相互作用と電子相関の両方が存在する場合の電子状態を明らかにすることを目的とする。一般にこの系は複雑な電子状態を呈すると考えられるが、この研究課題では、厳密に解くことができる特殊な極限を出発点とすることで、その可解模型の性質に立脚した解析を進めることができる。これまで、可解模型として量子スピン液体を基底状態に持つ量子スピン模型であるキタエフ模型に着目し、t2g軌道の縮退を有する系に対するスピン軌道相互作用の効果や、2次元蜂の巣格子上で定義されたキタエフ模型が積層することで現れる層間相互作用の効果を調べてきた。さらに本年度では、特に以下の2点に関して研究を行った。
(1)もともとS=1/2のスピンで記述されるキタエフ模型をより大きなスピンに拡張したときの模型の磁気的性質を解析した。キタエフ相互作用が磁気的相互作用における主要な寄与をすると考えられる物質群において、元素置換を行うことで、スピンの大きさを変更できることを示唆する研究も最近行われているため、より大きなスピンを有するキタエフ量子スピン液体の解析は実験との関係を議論する上でも重要である。
(2)キタエフ量子スピン液体に磁場を印加したときの磁気状態の変化を詳しく調べた。キタエフ模型は磁場印加に伴って可解性が失われるため、厳密対角化法やスピン波近似、平均場近似などを併用することで、磁気状態の解析を行った。キタエフ量子スピン液体の候補物質において、磁場効果が近年活発に行われており、本研究成果はその発展にも寄与すると考えている。
|
Research Products
(16 results)
