2021 Fiscal Year Research-status Report
Spin nematic ordering and symmetry
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20K03778
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
桃井 勉 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (80292499)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | スピンネマティック相 / 量子相 / 隠れた量子相 / 非摂動論的アプローチ / 有効ハミルトニアン / 熱容量 / 核磁気緩和率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）低エネルギー有効ハミルトニアンの非摂動的導出を、有限系の数値計算手法を用いて行う方法を開発、提案した。まず、有限系において低エネルギー部分空間への効率の良い数値的ブロック対角化法を提案した。その結果と数値的結合クラスター展開法を併用することにより、無限系における低エネルギーの有効相互作用を数値的に非摂動論的に精度良く導出出来ることを示した。この方法は、様々な量子格子模型に当てはめることが出来る。その一例として、スピンネマティック相の出現が理論的に予想される2次元ダイマー系SrCu2(BO3)4のスピン模型において、ジャロシンスキー・守谷相互作用が存在する場合を解析した。この系はスピンｚ成分が保存しないため通常は理論解析が困難であるが、この場合にもトリプロン励起が求められることを確認した。
２）実験の研究者らと協力し、理論的に我々がスピンネマティック相出現を予想したクロムスピネル酸化物HgCr2Oと2次元ダイマー系SrCu2(BO3)4における磁場中の熱容量測定を行い、スピンネマティック相の探査を行った。磁気秩序が存在しないことが知られている磁場領域において隠れた量子相が存在することを熱容量のデータから見出した。スピン模型の理論解析との比較からこの相がスピンネマティック相である可能性を議論した。また、実験データの理解のため、スピンネマティック相近傍のスピンギャップ相における比熱と核磁気緩和率の振る舞いの理論的な考察を行った。
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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
全体的には研究は計画していた方向に進展している。ただし、数値計算を行う部分が予想より計算が煩雑であることが分かり時間と労力をとられた。しかし、おおむね乗り越えつつあり、予定していた計算結果が間もなく得られることが予想される。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在進行中の数値計算をさらに進め、まずは方法についての第1報となる論文を今年度中に出版する。引き続きこの手法を用いて、様々な格子模型における励起構造の非摂動的評価を行っていき、フラストレート磁性体における新規な量子相の出現を探る。また、新型コロナによるパンデミックも落ち着いてきたことから、国内・海外出張を行い、共同研究および会議における研究成果発表を行う。
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| Causes of Carryover |
新型コロナの流行により、海外へ渡航が困難になり、現地で開催させる国際会議や海外共同研究者のもとへの渡航が出来なかった。
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