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ヘリウム3薄膜の秩序化現象

研究課題

研究課題/領域番号 18043018
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

川村 光  大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30153018)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2007年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードヘリウム 3 / 3 角格子 / ハイゼンベルグモデル / ボルテックス / トポロジカル転移 / モンテカルロシミュレーション / 多体交換相互作用 / ヘリウム3 / 3角格子
研究概要

ヘリウム3薄膜の核スピン系やNiGa_2S_4磁性体は、3角格子上のフラストレートしたハイゼンベルグ反強磁性体として、その特異な磁気秩序化現象に最近大きな関心が持たれている。昨18年度においては、ヘリウムの核スピン系で重要な役割を果たしていると期待される多体交換相互作用の効果を、スピンネマチック秩序やボルテックス秩序との関連において数値的に検討した。本19年度は、NiGa_2S_4磁性体を念頭に、最近のNMRやμSR測定で低温で内場が観測されたことを受け、双1次交換相互作用のみの最も標準的な3角格子上の古典ハイゼンベルグモデルの秩序化を、高精度モンテカルロシミュレーションにより再検討した。反強磁性2次元3角格子ハイゼンベルグモデルは、以前の研究結果により、有限温度で特異なボルテックス(Z_2ボルテックス)の対解離に伴うトポロジカル相転移を示すことが示唆されているが、今回新たに、渦度モヂュラスや相関長、相関時間を以前より大きなサイズの系まで直接計算することにより、この系のボルテックス秩序化についてのより詳細な情報を得ることに成功した。特に渦度モヂュラスの解析に基づいて系のボルテックス転移温度を決定し、スピン相関時間が転移温度付近でマイクロ秒を越えること、転移温度以下でも相関長や相関時間は有限にとどまりこの系の低温のトポロジカル秩序相は大きな揺らぎを伴った特異な状態-"スピンゲル状態"-となることを明らかにした。これらの計算結果は、近年のNiGa_2S_4に対するNMRやμSRの測定結果と調和的である。また合わせて、実験系との対応の観点から、第3近接相互作用の効果についても、境界条件を工夫したモンテカルロシミュレーションにより調べ、第3近接相互作用の値によっては系のボルテックス転移が1次転移となることを明らかにした。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Spin and chirality orderings of the one-dimensional Heisenberg spinglass with the Iong-range power-law interaction2007

    • 著者名/発表者名
      Akihiro, Matsuda
    • 雑誌名

      J. Phys. Condens. Matter 19

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel ordering of the ptrochlore Heisenberg antiferromagnet with the ferromagnetic next-nearest-neighbor interaction2007

    • 著者名/発表者名
      Daisuke, Tsuneishi
    • 雑誌名

      J. Phys. Condens. Matter 19

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comment on "The spin-glass transition of the three-dimensional Heisenberg spin glass"2007

    • 著者名/発表者名
      I.A., Campbell
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Leters 99(1)

      ページ: 19701-19701

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vortex-induced toplological transition of the bilinear-biquadratic Heisenberg antiferromagnet on the triangular lattice2007

    • 著者名/発表者名
      Hikaru, Kawamura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn, 76(7)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-chirality decoupling of three-dimensional Heisenberg spin glasses and related systems (invited paper of ICM2006)2007

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawamura
    • 雑誌名

      J. Mag. Mag. Mater (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Spin and chirality orderings of the one-dimensional Heisenberg spin glass with the long-range power-law interaction2007

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Matsuda, Mitsuru Nakamura, Hikaru Kawamura
    • 雑誌名

      J. Phys. Condens. Matter (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel ordering of the pyrochlore Heisenberg antiferromagnet with the ferromagnetic next-nearest-neighbor interaction2007

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Tsuneishi, Masayuki Ioki, Hikaru Kawamura
    • 雑誌名

      J. Phys. Condens. Matter (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] トポロジーからの相転移2006

    • 著者名/発表者名
      川村 光
    • 雑誌名

      物理法則の直感的理解(特集)(数理科学(イエンス社)) 44巻2号

      ページ: 30-35

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] フラストレート系の新物性2006

    • 著者名/発表者名
      川村 光
    • 雑誌名

      パリティ(丸善) 22巻1号

      ページ: 25-28

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Vortex-induced topological transition of the triangular-lattice Heisenberg antiferromagnet2007

    • 著者名/発表者名
      Hikaru, Kawamura
    • 学会等名
      Russian-Japanese bilateral seminar "Theoretical and experimental studies of the spin chirality"
    • 発表場所
      PNPI, St.Petersburg
    • 年月日
      2007-07-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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