2012 Fiscal Year Annual Research Report
スピンナノチューブにおけるスピン・電荷・カイラリティが創る新しい量子現象の理論
| Project/Area Number |
23340109
|
|---|
| Research Institution | University of Hyogo |
|---|
Principal Investigator |
坂井 徹 兵庫県立大学, 物質理学研究科, 教授 (60235116)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 博生 兵庫県立大学, 物質理学研究科, 助教 (00343418)
岡本 清美 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (10114860)
奥西 巧一 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (30332646)
利根川 孝 神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (80028167)
野村 拓司 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (90373240)
礒田 誠 香川大学, 教育学部, 教授 (10184590)
肘井 敬吾 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 博士研究員 (00444068)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | 量子スピン系 / スピンナノチューブ / フラストレーション / カイラリティ / カイラル秩序 / スピン液体 / 磁化プラトー / カイラル液体 |
|---|
| Research Abstract |
平成24年度は、主に3本鎖スピンチューブの磁場中における性質について、密度行列繰り込み群による数値解析と有限サイズスケーリングにより理論的に研究した。その結果、かなり広範囲のパラメータ領域で3分の1磁化プラトーが出現することがわかったが、ユニットセルを正三角形から二等辺三角形に変える格子ひずみにより、磁化プラトー形成のメカニズムが変わる量子相転移が起きることもわかった。さらに、ユニットセルを正三角形に限定した場合でも、そこで定義されるカイラリティの自由度を考慮すると、鎖方向の相互作用と鎖間方向（三角形内）の相互作用の比を変えることにより、カイラリティが秩序化するカイラル秩序相、及びその相関が代数関数的に減衰するカイラル液体相が実現することもわかった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究計画4年のうち半分が経過したが、スピンナノチューブの理論模型について、当初予定していたスピン・電荷・カイラリティの３自由度のうち、スピンとカイラリティという２つの自由度が結合する模型を理論的に解析し、相互作用パラメータと磁場を変化させたときの基底状態相図を得ることに成功した。したがって、磁場によるカイラリティの制御という一つの目標は達成された。さらに、当初予定されていたカイラル秩序相のほかに、カイラル液体相という新しい相を発見した点で、当初の計画以上に進展していると考えられる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究により、スピンナノチューブにおけるスピン・電荷・カイラリティという3自由度のうち、スピンとカイラリティという２自由度については、かなりよく理解できたと思われる。残り2年間においては、本研究の最重要課題ともいうべき超伝導の問題を扱うため、最後の電荷の自由度を取り入れた理論模型を考える。計算科学的な問題としては、スピン系のモデルから電子系のモデルに変わるため、粒子の順序の交換に伴う符号の問題を考慮する必要が生じるため、コードが複雑になる。したがって、今後はとくに数値計算コードの作製に十分な時間をかけ、問題のないことを慎重に確認してから、最終的な数値解析へと移行する必要がある。
|
