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Theoretical Studies of the novel magnetic orders emergent from quantum spin liquids

Research Project

Project/Area Number 25400389
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Mathematical physics/Fundamental condensed matter physics
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

Hida Kazuo  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20133704)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2016: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords低次元量子磁性体 / フラストレーション / ハルデン相 / フェリ磁性相 / 量子相転移 / トポロジカル相 / 並進対称性の自発的破れ / 密度行列繰り込み群 / 歪んだダイヤモンド鎖 / 強磁性・反強磁性交替鎖 / ダイヤモンド鎖 / スピン梯子 / 部分フェリ磁性 / 非線形シグマ模型 / 熱的純粋量子状態法 / インコメンシュレート / エンタングルメントスペクトル / iDMRG / 逐次相転移 / 強磁性相 / 非磁性相 / 厳密解 / 数値対角化 / 基底状態相図 / 異方性 / 混合スピン / ハイゼンベルグ鎖 / 異方性の交替 / 量子化フェリ磁性 / 倍周期ネール相 / 桁交替梯子 / 混合スピンダイヤモンド鎖
Outline of Final Research Achievements

The ground-state and finite-temperature properties of various types of diamond chains, frustrated Heisenberg ladders, frustrated ferromagnetic-antiferromagnetic alternating chains, and high spin Heisenberg chains are investigated by the numerical methods such as exact diagonalization, density matrix renormalization group, and thermal pure quantum state methods, in addition to the analytical methods such as field theoretical analyses and exact solutions. Among them, we have clarified how the exotic quantum phenomena such as the partial ferrimagnetic phase, Haldane and ferrimagnetic phases with spontaneous translational symmetry breakdown, and the successive topological quantum phase transitions are induced by frustration and how the exotic properties of these ground states are reflected in the finite temperature behaviors.

Report

(6 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2018 2017 2016 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Partial Ferrimagnetism in S=1/2 Heisenberg Ladders with a Ferromagnetic Leg, an Antiferromagnetic Leg, and Antiferromagnetic Rungs2017

    • Author(s)
      K. Sekiguchi and K. Hida
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 86 Issue: 8 Pages: 084706-084706

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.084706

    • NAID

      40021286305

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ground-State Phase Diagram of S = 1 Diamond Chains2017

    • Author(s)
      Kazuo Hida, Ken'ichi Takano
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 86 Issue: 3 Pages: 0337071-4

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.033707

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Topological Phases of Spin-1/2 Ferromagnetic-Antiferromagnetic Alternating Heisenberg Chains with Alternating Next-Nearest-Neighbour Interaction2016

    • Author(s)
      Kazuo Hida
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 85 Issue: 12 Pages: 1247121-5

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.124712

    • NAID

      40021031158

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Characterization of Topological Phases of Spin-1/2 Frustrated Ferromagnetic-Antiferromagnetic Alternating Heisenberg Chains by Entanglement Spectrum2016

    • Author(s)
      Kazuo Hida
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn

      Volume: 85 Issue: 2 Pages: 0247051-3

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.024705

    • NAID

      40020735717

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Ground-State Phases of Anisotropic Mixed Diamond Chains with Spins 1 and 1/22014

    • Author(s)
      Kazuo Hida
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 83 Issue: 11 Pages: 1147111-10

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.114711

    • NAID

      40020265036

    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Ground-State Phase Diagram of S=2 Heisenberg Chains with Alternating Single-Site Anisotropy2014

    • Author(s)
      K. Hida
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn

      Volume: 83 Issue: 3 Pages: 34707-34707

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.034707

    • NAID

      40020017810

    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Topological Phases of the Spin-1/2 Ferromagnetic-Antiferromagnetic Alternating Heisenberg Chain with Frustrated Next-Nearest-Neighbour Interaction2013

    • Author(s)
      K. Hida, K. Takano and H. Suzuki
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn

      Volume: 82 Issue: 6 Pages: 64703-64703

    • DOI

      10.7566/jpsj.82.064703

    • NAID

      40019665620

    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 次近接相互作用のあるS=1強磁性・反強磁性交替ハイゼンベルグ鎖の基底状態2018

    • Author(s)
      飛田和男
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会(千葉県野田市)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 強磁性・反強磁性脚と反強磁性桁を持つスピン1/2ハイゼンベルグ梯子系の部分フェリ磁性2017

    • Author(s)
      関口和孝、飛田和男
    • Organizer
      日本物理学会 第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-20
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 混合スピンダイヤモンド鎖の理論2017

    • Author(s)
      飛田和男
    • Organizer
      日本物理学会 第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-18
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 歪んだ高スピンダイヤモンド鎖の基底状態2017

    • Author(s)
      飛田和男, 高野健一
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会(岩手県盛岡市)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] スピン1ダイヤモンド鎖の基底状態相図2016

    • Author(s)
      飛田和男、高野健一
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] フラストレート量子スピン鎖におけるトポロジカル相間の逐次転移のエンタングルメントスペクトルによる研究2016

    • Author(s)
      飛田和男
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-21
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] フラストレート強磁性・反強磁性交替鎖におけるトポロジカル逐次相転移のエンタングルメントスペクトルによる研究2015

    • Author(s)
      飛田和男
    • Organizer
      東大物性研短期研究会「スピン系物理の深化と最前線」
    • Place of Presentation
      東京大学物性研究所(千葉県・柏市)
    • Year and Date
      2015-11-17
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] スピン1/2非対称フラストレート強磁性脚梯子ハイゼンベルグ模型の基底状態相転移II2015

    • Author(s)
      飛田和男
    • Organizer
      日本物理学会 第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-21
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 強磁性梯子ハイゼンベルグ模型におけるフラストレーション誘起トポロジカル相2014

    • Author(s)
      飛田和男
    • Organizer
      量子多体系研究の新しい潮流-テンソルネットワーク・繰り込み群・エンタングルメント
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2014-12-16
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] スピン1/2非対称フラストレート強磁性梯子ハイゼンベルグ模型の基底状態相転移2014

    • Author(s)
      飛田和男
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学(愛知県・春日井市)
    • Year and Date
      2014-09-09
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 桁交替強磁性梯子ハイゼンベルグモデルの基底状態相転移II

    • Author(s)
      飛田和男
    • Organizer
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 異方性のある混合スピンダイヤモンド鎖の基底状態

    • Author(s)
      飛田和男、高野健一
    • Organizer
      日本物理学会 第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Topological Phases of the Spin-1/2 Ferromagnetic-Antiferromagnetic Alternating Heisenberg Chain with Frustrated Next-Nearest-Neighbour Interaction

    • Author(s)
      K. Hida, K. Takano, and H. Suzuki
    • Organizer
      EQPCM 2013 Symposium
    • Place of Presentation
      東京大学物性研究所
    • Related Report
      2013 Research-status Report

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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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