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1次元競合量子スピン系におけるカイラル秩序相の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14540358
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性一般(含基礎論)
研究機関神戸大学

研究代表者

鏑木 誠  神戸大学, 国際文化学部, 教授 (40093504)

研究分担者 康 敏  神戸大学, 国際文化学部, 助教授 (60290425)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2003年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2002年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード計算物性物理 / 低次元量子スピン系 / 競合スピン系 / カイラル相 / 数値的厳密対角化 / DMRG / 修正スピン
研究概要

我々は、競合する第1近接(J1)および第2近接(J2)相互作用を持つ1次元S=1XXZ量子スピン系のHeisenberg領域およびXY領域(における基底状態を調べ、XY領域のJ2/J1が大きい所で、古典的なヘリカル秩序は無く、隣接スピン間のカイラリティのみが長距離秩序となる新しい「カイラル秩序相」を密度行列繰り込み群(DMRG)等を用いた数値的解析により発見した。本研究の目的は、申請者達が発見したこの「カイラル秩序相」に関して、1)ハミルトニアンに含まれる相互作用空間での存在領域、2)発現機構、3)励起状態の性質、4)磁化過程等を明らかにする事によって、その物理的描像を確立することである。交付期間中、この新しい秩序相の発現機構を明らかにするため、以下のことを行った。
1.2次元古典系(1次元量子系に対応)の競合系BEGモデルに対する有限温度におけるモンテカルロ計算、相関関数解析からModulated Phase(古典カイラル相に対応)の存在の確認、その結果の表面構造への応用。
2.行列積波動関数を用いた変分法による1次元S=1ハイゼンベルグ系のハルデン相に対する不純物スピン効果の解析。
3.1イオン性異方性があるS=1競合系イジング模型における磁化過程の解析より、長周期構造の出現範囲の確定。
4.S=1/2強磁性的XXZデルタChainの基底状態の解析。
5.強磁性的競合スピン鎖の修正スピン波による解析。
これらの研究により、カイラル相は古典系描像に限りなく近いものであることが判明した。強磁性的XXZデルタChainにおいてもカイラル相に相当する中間相の存在を明らかにした。また、任意の拡さの相互作用をもつ競合系強磁性的スピン鎖の修正スピン波による解析を行い、比熱、帯磁率などの低温での特徴を明らかにした。当初の計画したKOBEPACKおよびDMRGを用いた数値解析は収束性が悪く、現在、そのアルゴリズムを改良中である。なお、改良中のKOBEPACKおよびDMRGプログラムは、この研究の成果として最終的にはパッケージ化して公開する予定である。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (25件) 文献書誌 (8件)

  • [雑誌論文] Ground state phase diagrams of an anisotropic spin-(1/2) Delta-chain with ferro- and antiferromagnetic interactions2005

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kaburagi
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 97

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of Modified Spin Wave Theory to Ferromagnetic Spin Chain with Arbitrary Range Interactions2005

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kaburagi
    • 雑誌名

      Prog.Theor.Phys (印刷中)

    • NAID

      210000128035

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ground state phase diagrams of an anisotropic spin-(1/2) Delta-chain with ferro- and antiferromagnetic interactions2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kaburagi, T.Tonegawa, M.Kang
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 97

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ground-State Phase Diagram of an Anisotropic Spin-1/2 Delta-Chain with Ferro- and Antiferromagnetic Interactions2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kaburagi, T.Tonegawa, M.Kang
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 5月予定(未定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of Modified Spin Wave Theory to Ferromagnetic Spin Chain with Arbitrary Range Interactions2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kaburagi, T.Hashimoto, M.Kang, T.Tonegawa
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics (未定)

    • NAID

      210000128035

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Finite-Field Ground State of an Anisotropic Antiferromagnetic Chain2005

    • 著者名/発表者名
      T.Tonegawa, K.Okunishi, M.Kaburagi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics (未定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetization plateau in an anisotropic S=1/2 antiferromagnetic chain with frustration and bond-alternation2004

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tonegawa
    • 雑誌名

      Physica B 346-347

      ページ: 50-54

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ground-state properties of an S=1/2 Δ-chain with ferro- and antiferromagnetic interactions2004

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tonegawa
    • 雑誌名

      J.Mag.Mag.Mater 272-276, Pt 2

      ページ: 898-899

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetization Process of An Ising-Type Frustrated S=1 Spin Chain2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kaburagi
    • 雑誌名

      J.Phys. : Condens.Matter 16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Finite-Field Ground State of an Anisotropic Antiferromagnetic Chain2004

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tonegawa
    • 雑誌名

      Prog.Theor.Phys (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetization plateau in an anisotropic S=1/2 antiferromagnetic chain with frustration and bond-alternation2004

    • 著者名/発表者名
      T.Tonegawa, K.Okamoto, K.Okunishi, K.Nomura, M.Kaburagi
    • 雑誌名

      Physica B 346-347

      ページ: 50-54

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ground-state properties of an S=1/2 Δ-chain with ferro- and antiferromagnetic interactions2004

    • 著者名/発表者名
      T.Tonegawa, M.Kaburagi
    • 雑誌名

      J.Mag.Mag.Mater. 272-276, Pt 2

      ページ: 898-899

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetization Process of An Ising-Type Frustrated S=1 Spin Chain2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kaburagi, M.Kang, T.Tonegawa, K.Okunishi
    • 雑誌名

      J.Phys. : Condens. Matter 16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Impurity Spin Effect on the Spin-1 Antiferromagnetic Heisenberg Chain2003

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kaburagi
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn 72 Suppl.B

      ページ: 135-140

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Impurity Spin Effect on the Spin-1 Antiferromagnetic Heisenberg Chain2003

    • 著者名/発表者名
      M.Kaburagi, T.Tonegawa, M.Kang
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 72 Suppl.B

      ページ: 135-140

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase Diagram of Adsorbate-Induced Missing Row Reconstruction on FCC(110) Surfaces2002

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kaburagi
    • 雑誌名

      Surface Science 514

      ページ: 356-361

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modulated Phase on the FCC(110) Surfaces with Adsorbate-Induced Reconstructions2002

    • 著者名/発表者名
      Min Kang
    • 雑誌名

      Surface Rev.and Lett. 10

      ページ: 189-194

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ground-State Phase Diagram of Frustrated Anisotropic Quantum Spin Chains2002

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Hikihara
    • 雑誌名

      Progr.Theor.Phys Suppl.145

      ページ: 58-63

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An S=1/2 ImpuritySpin in the Antiferromagnets S=1 Bond-Alternating Chain2002

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Ogawa
    • 雑誌名

      Progr.Theor.Phys Suppl.145

      ページ: 156-169

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ground-State Phase Diagram of Frustrated Anisotropic Quantum Spin Chains2002

    • 著者名/発表者名
      T.Hikihara, M.Kaburagi, H.Kawamura
    • 雑誌名

      Progr.Theor.Phys.Suppl 145

      ページ: 58-63

    • NAID

      110001209224

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An S=1/2 Impurity Spin in the Antiferromagnets S=1 Bond-Alternating Chain2002

    • 著者名/発表者名
      N.Ogawa, T.Hikihara, M.Kaburagi, T.Tonegawa
    • 雑誌名

      Progr.Theor.Phys.Suppl 145

      ページ: 156-169

    • NAID

      110001209240

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase Diagram of Adsorbate-Induced Missing-Row Reconstructions on of FCC(110)2002

    • 著者名/発表者名
      M.Kaburagi, M.Kang
    • 雑誌名

      Surface Sci. 514

      ページ: 356-361

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modulated Phases on the FCC(110) Surfaces with Adsorbate-Induced Reconstructions2002

    • 著者名/発表者名
      M.Kang, M.Kaburagi
    • 雑誌名

      Surface Rev, and Lett. 10

      ページ: 189-194

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of Modified Spin Wave Theory to Ferromagnetic Spin Chain with Arbitrary Range Interactions

    • 著者名/発表者名
      M.Kaburagi, T.Tonegawa, M.Kang
    • 雑誌名

      Prog.Theor.Phys. (to appear)

    • NAID

      210000128035

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Finite-Field Ground State of an Anisotropic Antiferromagnetic Chain

    • 著者名/発表者名
      T.Tonegawa, K.Okunishi, T.Sakai, M.Kaburagi
    • 雑誌名

      Prog.Theor.Phys. (to appear)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makoto Kaburagi: "Impurity Spin Effect on the Spin-1 Antiferromagnetic Heisenberg Chain"Journal of Physical Society of Japan. 72, Suppl.B. 135-139 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Tonegawa: "Ground-state properties of an S=1/2 Delta-chain with ferro- and antiferromagnetic interactions"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 未定. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Kaburagi: "Magnetization process of an Ising-type frustrated S=1 spin chain"Journal of Physics : Condensed Matter. 16, 11. S765-S772 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Kaburagi: "Phase Diagram of Adsorbate-Induced Missing Row Reconstructions on FCC(11O) Surfaces"Surface Science. 514. 356-361 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Kaburagi: "Effect of Temperature on Non-contact Atomic Force Microscopy Images"Applied Surface Science. 188. 335-340 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Toshiya Hikihara: "Ground-State Phase Diagram of Frustrated Anisotropic Quantum Spin Chains"Progress of Theoretical. Physics. Suppl.145. 58-63 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Tonegawa: "An S=1/2 ImpuritySpin in the Antiferro-magnets S=1 Bond-Alternating Chain"Progress of Theoretical. Physic. Suppl.145. 156-169 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Kaburagi: "Impurity Spin Effect on the Spin-1 Antiferromagnetic Heisenberg Chain"Journal of Physical Society of Japan. 72・Suppl.B(掲載予定). (2003)

    • 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: 2016-04-21  

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