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低次元磁性体における多体相互作用および量子相転移の理論的数値的研究

研究課題

研究課題/領域番号 14340099
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
研究機関東京大学

研究代表者

高橋 實 (高橋 実)  東京大学, 物性研究所, 教授 (40029731)

研究分担者 城石 正弘  東京大学, 物性研究所, 助手 (80323632)
坂井 徹  日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (60235116)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
2005年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2004年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2003年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2002年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワード低次元系 / スピン系 / 厳密解 / ベーテ仮説 / 相関関係 / 熱力学 / 厳密対角化 / 磁化曲線 / 相関関数
研究概要

1・ハイゼンベルクXXZ鎖の基底状態相関関数
1次元スピン-1/2 XXZ模型の(Δ=1)の場合、基底状態の2点相関関数に関しては、従来、(Hulthen,1938)と(高橋,1977)により<S^z_jS^z_<j+1>>=1/12-1/3ln2,<S^z_jS^z_<j+2>>=1/12-4/3ln2+3/4〓(3)が知られていた。この研究期間中に我々は第3近接相関の表式
<S^z_jS^z_<j+3>>=1/12-3ln2+37/6〓(3)-14/3ln2・ζ(3)-3/2〓^2(3)-125/24〓(5)+25/3ln2・ζ(5)を新たに求めることに成功した。さらに、我々は計算法を発展させ、現在までに第7近接相関までの2点相関関数の解析的表式を求めた。
2・磁場下ハイゼンベルクXXZ鎖の動的構造因子
Kitanine達による局所演算子のフォームファクターの行列式表示を使って動的構造因子S_<μμ>(q,ω)=2πΣ__λ|<GS|S^μ_q|λ>|^2δ(ω-ω_λ)を磁場下臨界領域(-1<Δ【less than or equal】1)で計算した。
3・リング交換相互作用のあるスピンラダー系の磁場誘起量子相転移
スピンラダーや正方格子のようにプラケットのある強相関電子系では、一般にリング交換相互作用と呼ばれるプラケット上の4スピンを同時に交換する相互作用が存在する。本研究では、ハイゼンベルグ・スピンラダー系を取り上げ、このリング交換がもたらす新しい磁場誘起相転移について、数値的厳密対角化と有限サイズスケーリング、及び縮退摂動論で解析した。

報告書

(5件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (23件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] Experimental Observation of the 1/3 Magnetization Plateau in a Diamond Chain Compound Cu_3 (CO_3)_2 (OH)_22005

    • 著者名/発表者名
      H.Kikuchi, Y.Fujii, M.Chiba, S.Mitsudo, T.Idehara, T.Tonegawa, K.Okamoto, T.SakaiT.Kuwai, H.Ohta
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 94

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] First principle approach to correlation functions of spin-1/2 Heisenberg chain : forth-neighbor correlators2005

    • 著者名/発表者名
      H.E.Boos, M.Shiroishi, M.Takahashi
    • 雑誌名

      Nucl.Phys.B 712

      ページ: 573-599

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimental Observation of the 1/3 Magnetization Plateau in a Diamond Chain Compound Cu_3(CO_3)_2(OH)_22005

    • 著者名/発表者名
      H.Kikuchi, Y.Fujii, M.Chiba, S.Mitudo, T.Idehara, T.Tonegawa, K.Okamoto, T.Sakai, T.Kuwai, H.Ohta
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 94

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exact calculation of correlation functions for spin-1/2 Heisenberg chain2005

    • 著者名/発表者名
      M.Shiroishi, M.Takahashi
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.Suppl. 74

      ページ: 47-52

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] High temperature expansion of emptiness formation probability for isotropic Heisenberg chain2005

    • 著者名/発表者名
      Z.Tsuboi, M.Shiroishi
    • 雑誌名

      J.Phys.A : Math.Gen. 38

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Correlation functions of the spin-1/2 anti-ferromagnetic Heisenberg chain : exact calculation via the generating functions2005

    • 著者名/発表者名
      J.Sato, M.Shiroishi, M.Takahashi
    • 雑誌名

      Nucl.Phys.B 729

      ページ: 441-466

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Impurity Pinning of Spin Density Wave2005

    • 著者名/発表者名
      T.Sakai
    • 雑誌名

      Prog.Theor.Phys.Suppl. 157

      ページ: 148-151

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Field-Induced Incommensurate Order in Spin Ladder with Ring Exachange.2005

    • 著者名/発表者名
      T.Sakai, K.Okamoto
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.Solid 66

      ページ: 1450-1453

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum phase transitions of spin chiral nanotubes2005

    • 著者名/発表者名
      M.Matsumoto, T.Sakai, M.Sato, H.Takayama, S.Todo
    • 雑誌名

      Physica E 29

      ページ: 660-663

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] First principle approach to correlation functions of spin-1/2 Heisenberg chain : fourth-neighbor correlators2005

    • 著者名/発表者名
      H.E.Boos, M.Shiroishi, M.Takahashi
    • 雑誌名

      Nucl.Phys.B (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Nonlinear integral equations for thermodynamics of the $U_{q} (widehat{sl(r+1)}$ Perk-Schultz model2005

    • 著者名/発表者名
      Z.Tsuboi, M.Takahashi
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn Vol.74 No.3

      ページ: 898-904

    • NAID

      210000105909

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Next Nearest Neighbor Correlation Functions of thi Spin-1/2 XXZ Chain at Massive Region2004

    • 著者名/発表者名
      M.Takahashi, G.Kato, M.Shiroishi
    • 雑誌名

      J.Phys.A 37

      ページ: 5097-5123

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of Dynamic Spin Structure Factor for the Spin-1/2 XXZ chain in a Magnetic Field2004

    • 著者名/発表者名
      J.Sato, M.Shiroishi, M.Takahashi
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 73

      ページ: 3008-3014

    • NAID

      110001979249

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Frustration-induced eta inversion in the S=1/2 bond-alternating spin chain2004

    • 著者名/発表者名
      N.Maeshima, K.Okunishi, K._Okamoto, T._Sakai
    • 雑誌名

      Phys.Rev. Lett. 93

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] First principle approach to correlation functions of spin-1/2 Heisenberg chain : forth-neighbor correlators2004

    • 著者名/発表者名
      H.E.Boos, M.Shiroishi, M.Takahashi
    • 雑誌名

      Nucl. Phys. B 712

      ページ: 573-599

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of Dynamic Spin Structure Factor for the Spin-1/2 XXZ chain in a Magnetic Field2004

    • 著者名/発表者名
      J.Sato, M.Shiroishi, M.Takahashi
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 73

      ページ: 3008-3014

    • NAID

      110001979249

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Frustration-induced eta inversion in the S=1/2 bond-alternating spin chain2004

    • 著者名/発表者名
      N.Maeshima, K.Okunishi, K.Okamoto, T.Sakai
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 93

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Third-neighbour and other four-point correlation functions of spin-1/2 XXZ chain2004

    • 著者名/発表者名
      G.Kato, M.Shiroishi, M.Takahashi, K.Sakai
    • 雑誌名

      J.Phys.A Math.Gen.37

      ページ: 5097-5123

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of Dynamic Spin Structure Factor for the Spin-1/2 XXZ Chain in a Magnetic Field2004

    • 著者名/発表者名
      J.Sato, M.Shiroishi, M.Takahashi
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 73

      ページ: 3008-3014

    • NAID

      110001979249

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Frustration-induced eta inversion in the S=1/2 bond-alternating spin chain2004

    • 著者名/発表者名
      N.Maeshima, K.Okunishi, K.Okamoto, T.Sakai
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Letters 93

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Anomalous magnetization process in frustrated spin ladders2004

    • 著者名/発表者名
      T.Sakai, K.Okamoto, K.Okunishi, M.Sato
    • 雑誌名

      J.Phys.Condens.Matter. 16

      ページ: 785-789

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Third Neighbor Correlators of Spin-1/2 Heisenberg Antiferromagnet2003

    • 著者名/発表者名
      K.Sakai, M.Shiroishi, Y._Nishiyama, _M._Takahashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E67

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Third Neighbor Correlators of Spin-1/2 Heisenberg Antiferromagnet2003

    • 著者名/発表者名
      K.Sakai, M.Shiroishi, Y.Nishiyama, M.Takahashi
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E 67

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sakai, M.Shiroisi, Y.Nishiyama, M.Takahashi: "Third Neighbor Correlators of Spin-1/2 Heisenberg Antiferromagnet"Phys.Rev.E. 67. 065101(R)1-065101(R)4 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Takahashi: "Thermodynamics and Correlation Functions of XXZ Chain"Czechoslovak Journal of Physics. 53. 1125-1130 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Takahashi, G.Kato, M.Shiroishi: "Next Nearest Neighbor Correlation Functions of the Spin-1/2 XXZ Chain at Massive Region"J.Phys.Soc.Jpn.. 73. 245-253 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Kluemper, K.Sakai: "The thermal conductivity of the spin-1/2 XXZ chain at arbitrary temperature"J.Phys.A. Math.Gen.35. 2173-2182 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sakai, N.Okazaki, K.Okamoto, K.Kindo, Y.Narumi, Y.Hosokosi K.kato, K.Inoue, T.Goto: "Magnetization plateaus in S=1 spin ladder"phys.stat.sol.. 236. 429-432 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.T.Batchelor, X.W.Guan, N.Oelkers, K.Sakai, Z.Tsuboi, A.Foerster: "Exact results for the thermal and magnetic properties of strong coupling ladder compounds"Physical Review Letters. Vol.91,No.21. 217202-1-217202-4 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shiroishi, M.Takahashi: "Integral Equation Generates High-Temperature Expansion of the Heisenberg Chain"Physical Review Letters. 89,No.11. 117201-1-117201-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.E.Boos, V.E.Korepin, Y.Nishiyama, M.Shiroishi: "Quantum correlations and number theory"Journal of Physics A : Mathematical and General. 35. 4443-4451 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Takahashi, M.Shiroishi: "Thermodynamic Bethe ansatz equations of one-dimensional Hubbard model and high-temperature expansion"Physical Review B. 65. 165104-1-165104-9 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sakai, M.Takahashi: "Spin flop in 1D quantum antiferromagnets"Prog.Theor.Phys.. Suppl.No.145. 125-129 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yamamoto, T.Sakai, A.Koga: "Re-Entrant Quantum Phase Transitions in Antiferromagnetic Spin-1 Ladders"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 1250-1253 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Klumper, K.Sakai: "The thermal conductivity of the spin-1/2 XXZ chain at arbitrary temperature"J.Phys.A : Math.Gen. 35. 2173-2182 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2020-05-15  

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