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2009 Fiscal Year Annual Research Report

リング交換が生む新奇な磁性状態の解明

Research Project

Project/Area Number 17071011
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

桃井 勉  The Institute of Physical and Chemical Research, 古崎物性理論研究室, 専任研究員 (80292499)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 久保 健  青山学院大学, 理工学部, 教授 (30015862)
宮下 精二  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (10143372)
常次 宏一  東京大学, 物性研究所, 教授 (80197748)
Keywords磁性 / リング交換 / 固体ヘリウム3 / ネマティック相 / 強相関電子系 / 計算物理 / 物性理論 / 低温物性
Research Abstract

1. 固体ヘリウム3の磁性理論:2次元固体ヘリウム3の核磁性の解明のため、三角格子上のリング交換模型をスピン6体相互作用まで考慮して調べ、磁場中の磁気相図を得た。ヘリウム3において実現するパラメター領域では、マグノンが束縛対を作り、ネマティック秩序が形成され易いことを示した。また、磁化1/2に非常に狭いプラトーが現れることを理論的に再現した(桃井・久保)。更に、磁場中のbcc固体ヘリウム3に現れるCNAF磁気秩序相と高温常磁性相間の相転移を、古典リング交換スピン系のシミュレーションを用いて調べ、相図を得た(久保)。
2. スピンネマティック状態の理論:強磁性と反強磁性相互作用が共存する擬1次元物質LiCuVO_4の高磁場領域におけるスピンネマティック相の可能性を吟味するため、マグノン束縛状態の波動関数理論を展開し、飽和磁場付近においてネマティック相が安定化されることを示した(常次)。また2次元系におけるネマティック状態を記述するために、フェルミオン表示を用いて平均場理論を構築した(桃井)。
3. 強相関電子系の理論:(1)空間的異方性のあるカゴメ格子上ハバード模型におけるモット転移の振る舞いを、セル型動的平均場理論を用いて調べた。モット転移近傍において準粒子バンドが平坦になり、フェリ磁性的スピン相関が発達することを明らかにした(大橋)。(2)βパイロクロア化合物における非調和格子振動に誘起される超伝導において、振動の非調和性と超伝導転移温度および準粒子繰込み因子の関係を定量的に調べた(常次)。
4. 電子系における長岡の遍歴強磁性出現機構を拡張し、冷却原子系での新しい遍歴磁性相の性質を調べた。また、光格子系での格子の変形に伴うモット・長岡強磁性相間の遷移のダイナミックスを調べた。更に、スピンクロスオーバー系での光誘起動的相転移や、量子スピン系におけるダイナミックスを研究した。(宮下)

  • Research Products

    (38 results)

All 2010 2009

All Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (23 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 磁性体中のスピンの量子ネマティック状態2010

    • Author(s)
      桃井勉
    • Journal Title

      日本物理学会誌 65(印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Symmetry for the nonadiabatic transition in Floquet state2010

    • Author(s)
      K.Hijii, S.Miyashita
    • Journal Title

      Physical Review A 81

      Pages: 013403, 1-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cellular Dynamical Mean Field Study on Two-Orbital Hubbard Model with Different Bandwidths2010

    • Author(s)
      T.Kita, 他2名
    • Journal Title

      Journal of Physical Society of Japan 79

      Pages: 014713-1-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] SU(2) slave-boson formulation of spin nematic states in S=1/2 frustrated ferromagnets2009

    • Author(s)
      R.Shindou, T.Momoi
    • Journal Title

      Physical Review B 80

      Pages: 064410-1-12

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] NMR relaxation rate and dynamical structure factors in nematic and multipolar liquids of frustrated spin chains under magnetic fields2009

    • Author(s)
      M.Sato, 他2名
    • Journal Title

      Physical Review B 79

      Pages: 060406(R)-1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase diagram of the spin-1/2 J_1-J_2-J_3 Heisenberg model on the square lattice with ferromagnetic J_12009

    • Author(s)
      P.Sindzingre, 他3名
    • Journal Title

      J.Phys.: Conf.Ser. 145

      Pages: 012048-1-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two dimensional frustrated magnets in high magnetic field2009

    • Author(s)
      L.Seabra, 他4名
    • Journal Title

      J.Phys.: Conf.Ser. 145

      Pages: 012075-1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum spinodal phenomena2009

    • Author(s)
      S.Miyashita, 他2名
    • Journal Title

      Physical Review B 79

      Pages: 104422, 1-11

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] New type of ordering process with volume change of molecules in the spin-crossover transition, and its new aspects of dynamical processes2009

    • Author(s)
      S.Miyashita, 他6名
    • Journal Title

      J.Phys.Conf.Ser. 148

      Pages: 012027, 1-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Master equation approach to line shape in dissipative systems2009

    • Author(s)
      C.Uchiyama, 他3名
    • Journal Title

      Physical Review E 80

      Pages: 021128, 1-16

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanism of Slow Relaxation due to Screening Effect in a Frustrated System2009

    • Author(s)
      S.Tanaka, S.Miyashita
    • Journal Title

      Journal of Physical Society of Japan 78

      Pages: 084002, 1-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Threshold phenomena under photoexcitation of spin-crossover materials with cooperativity due to elastic interaction2009

    • Author(s)
      S.Miyashita, 他5名
    • Journal Title

      Physical Review B 80

      Pages: 174422, 1-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Order Parameter and Vortices in the Superconducting Q Phase of CeCoIn52009

    • Author(s)
      D.Agterberg, 他2名
    • Journal Title

      Physical Review Letters 102

      Pages: 207004/1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatial fluctuations of spin and orbital in two-orbital Hubbard model2009

    • Author(s)
      T.Kita, 他2名
    • Journal Title

      Physical Review B 79

      Pages: 245128-1-6

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Bcc固体 ^3Heの磁気相転移2010

    • Author(s)
      三浦武秀、久保健
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学、岡山
    • Year and Date
      2010-03-23
  • [Presentation] フラストレートしたbcc格子磁性体に現われるネマテイック秩序相2010

    • Author(s)
      植田浩明, 他2名
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学、岡山
    • Year and Date
      2010-03-21
  • [Presentation] Magnetic phase transition of bcc solid ^3He2010

    • Author(s)
      三浦武秀, 久保健
    • Organizer
      International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials(PSM2010)
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2010-03-09
  • [Presentation] Nematic spin liquids in frustrated magnets2010

    • Author(s)
      桃井勉
    • Organizer
      UK-Japan Joint Workshop
    • Place of Presentation
      ブリストル、イギリス
    • Year and Date
      2010-02-23
  • [Presentation] Novel Quantum Properties of Systems with Large Total Spins2009

    • Author(s)
      宮下精二
    • Organizer
      Waseda Meeting "Quantum Technologies : Information and Communication"
    • Place of Presentation
      早稲田大学、東京
    • Year and Date
      2009-12-09
  • [Presentation] 動的外場による量子状態制御2009

    • Author(s)
      宮下精二
    • Organizer
      JST/CREST"量子情報処理システムの実現を目指した新技術の創出"領域ワークショップ
    • Place of Presentation
      リゾーピア熱海、熱海
    • Year and Date
      2009-12-08
  • [Presentation] Time-resolve ESR under Adiabatic Changes with Sweeping Fields2009

    • Author(s)
      宮下精二
    • Organizer
      Joint IMR International Symposium High Magnetic Field Spin Science in 100TVI Application of High Magnetic Field for Condensed Matter and Material Sciences
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台
    • Year and Date
      2009-12-07
  • [Presentation] 電子スピン共鳴を用いた量子コヒーレント状態の観測2009

    • Author(s)
      宮下精二
    • Organizer
      第48回電子スピンサイエンス学会(SEST2009)
    • Place of Presentation
      神戸大学、神戸
    • Year and Date
      2009-11-10
  • [Presentation] Master equation approach to line shape in dissipative systems -Extension of Nagata-Tazuke theorem to the triangle molecule-2009

    • Author(s)
      宮下精二
    • Organizer
      Molecular Photoscience Research Center International Workshop "Electron Magnetic Resonance of Strongly Correlated Spin Systems"
    • Place of Presentation
      神戸大学、神戸
    • Year and Date
      2009-11-08
  • [Presentation] Novel Quantum Properties of Systems with Large Total Spin2009

    • Author(s)
      宮下精二
    • Organizer
      International Workshop on Dynamics and Manipulation of Quantum Systems(DMQS2009)
    • Place of Presentation
      東京大学、東京
    • Year and Date
      2009-10-13
  • [Presentation] 異方的カゴメ格子における有限温度モット転移2009

    • Author(s)
      古川雄大, 他3名
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学、熊本
    • Year and Date
      2009-09-28
  • [Presentation] 密度不均衡のある電子正孔系における量子凝縮2009

    • Author(s)
      山下和男, 他3名
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学、熊本
    • Year and Date
      2009-09-28
  • [Presentation] 連続模型に対する動的平均場理論を用いた電子-正孔系の解析II2009

    • Author(s)
      上田倫也, 他3名
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学、熊本
    • Year and Date
      2009-09-27
  • [Presentation] 三角格子多体スピン交換模型における磁化プラトーとネマティック状態2009

    • Author(s)
      桃井勉, 他2名
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学、熊本
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] スパイラル構造を持つ一次元スピン鎖で構成された3次元磁性体における飽和磁場付近の結合マグノンBEC2009

    • Author(s)
      植田浩明, 他2名
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学、熊本
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] Spin nematic state of an S=1/2 frustrated ferromagnet in strong magnetic field2009

    • Author(s)
      常次宏一
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学、熊本
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 動的クラスタ近似による有限温度モット転移の解析2009

    • Author(s)
      大橋琢磨
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学、熊本
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 二軌道ハバード模型のクラスタ動的平均場理論2009

    • Author(s)
      北倫子, 他2名
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学、熊本
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] フラストレート系における動的帯磁率の動的平均場理論による解析2009

    • Author(s)
      上田倫也、大橋琢磨
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学、熊本
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] Anharmonic lattice dynamics and superconductivity in β-pyrochlore KOs_2O_62009

    • Author(s)
      常次宏一
    • Organizer
      Workshop on "New Developments in Strongly Correlated Electron Systems"
    • Place of Presentation
      チューリッヒ、スイス
    • Year and Date
      2009-09-21
  • [Presentation] Spatial Fluctuations in Two-Orbital Hubbard Model2009

    • Author(s)
      北倫子, 他2名
    • Organizer
      The 18th International Conference on Magnetism
    • Place of Presentation
      カールスルーエ、ドイツ
    • Year and Date
      2009-07-28
  • [Presentation] Strongly Correlated Electrons with Geometrical Frustration2009

    • Author(s)
      常次宏一
    • Organizer
      APCPT-MPIPKS Seminar and Workshop "Topological Order : From Quantum Hall Systems to Magnetic Materials"
    • Place of Presentation
      ドレスデン、ドイツ
    • Year and Date
      2009-07-13
  • [Presentation] Dynamical Realization of Nagaoka Ferromagnetism in an optical lattice2009

    • Author(s)
      宮下精二
    • Organizer
      5^<th> International Workshop on Nanomagnetism and Superconductivity
    • Place of Presentation
      Coma-Ruga, Spain
    • Year and Date
      2009-07-05
  • [Book] "Highly Frustrated Magnetism", Lectures from SISSA International School (書籍の1章, "Mobile holes in frustrated quantum magnets and itinerant fermions on frustrated geometries")2010

    • Author(s)
      D.Poilblanc, H.Tsunetsugu
    • Total Pages
      25
    • Publisher
      Springer Verlag

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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