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低次元磁性体、ボーズ粒子系における競合量子相の統一的、幾何学的理論

研究課題

研究課題/領域番号 20540375
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 数理物理・物性基礎
研究機関京都大学

研究代表者

戸塚 圭介  京都大学, 基礎物理学研究所, 准教授 (80291079)

研究協力者 田中 秋広  物質材料研究機構, 主幹研究員
LECHEMINANT Philippe  Cergy-Pontoise University, 教授
CAPPONI Sylvain  University of Toulouse, 教授
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2009年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2008年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードフラストレーション / スピン液体 / スピンネマティック / 多体交換相互作用 / トポロジカル秩序 / 磁化プラトー / 直交ダイマー模型 / 競合量子相 / スピンネマティック状態 / ベリー位相 / 量子らせん磁性体 / らせん磁性体
研究概要

フラストレーション系における競合秩序の問題、特に、多体交換相互作用を持つ1次元、2次元の量子磁性体(ベクトル・カイラル、ネマティックなど)の新奇量子相を統一的、系統的に理解するための有効理論を用いたアプローチを開発した。また、理論、実験的にも多くの例が知られている「磁化プラトー」の問題をトポロジカルな効果の立場から再考し、強磁場中で新しいタイプのスピン液体プラトーが実現する可能性を指摘した。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2011 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (17件)

  • [雑誌論文] Effect of Dzyaloshinskii-Moriya interactions on the phase diagram and magnetic excitations of SrCu_2(BO_3)_22011

    • 著者名/発表者名
      J.Romhanyi, K.Totsuka, K.Penc
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 82

      ページ: 24413-24413

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Dzyaloshinskii-Moriya interactions on the phase diagram and magnetic excitations of SrCU_2(BO_3)_22011

    • 著者名/発表者名
      J.Romhanyi, K.Totsuka, K.Penc
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 82

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Extended quantum dimer model and novel valence-bond phases2011

    • 著者名/発表者名
      K.Nakata, K.Totsuka
    • 雑誌名

      Journal of Statistical Mechanics

    • NAID

      120002871154

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supersymmetric Valence-Bond Solid Models-Hidden order and Dynamics-2011

    • 著者名/発表者名
      K.Totsuka, K.Hasebe
    • 雑誌名

      Modern Physics Letters B

      巻: (掲載決定)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supersolid phase of three-dimensional spin- and hardcore-boson models2010

    • 著者名/発表者名
      H.T.Ueda, K.Totsuka
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 81

      ページ: 54442-54442

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supersolid phase of three-dimensional spin- and hardcore-boson models2010

    • 著者名/発表者名
      H-T.Ueda, K.Totsuka
    • 雑誌名

      Physical Review B 81

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dilute-Bose-Gas Approach to ground state phases of 3D quantum helimagnets under high magnetic field2010

    • 著者名/発表者名
      H-T.Ueda, K.Totsuka, T.Momoi
    • 雑誌名

      Journal of Physics, Conference Series 200

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnon Bose-Einstein condensation and various phases of three-dimensonal quantum helimagnets under high magnetic field2009

    • 著者名/発表者名
      H.T.Ueda, K.Totsuka
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 80

      ページ: 14417-14417

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometric phases and the magnetization process in quantum antiferromagnets2009

    • 著者名/発表者名
      A.Tanaka, K.Totsuka, X.Hu
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 79

      ページ: 64412-64412

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnon Bose-Einstein condensation and various phases of three-dimensonal quantum helimagnets under high magnetic field2009

    • 著者名/発表者名
      H-T.Ueda, K.Totsuka
    • 雑誌名

      Physical Review B 80

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometric phases ad the magnetization process in quantum antiferromagnets2009

    • 著者名/発表者名
      A. Tanaka, K. Totsuka, X. Hu
    • 雑誌名

      Physical Review B 79

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnon BEC and various phases of 3D quantum helimagnets under high magnetic field2009

    • 著者名/発表者名
      H-T. Ueda, K. Totsuka
    • 雑誌名

      Physical Review B

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Hidden Order and Dynamics of SUSY VBS Models2010

    • 著者名/発表者名
      K.Totsuka
    • 学会等名
      New Development of Numerical Simulations in Low-Dimensional Quantum Systems(招待講演)
    • 発表場所
      Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto
    • 年月日
      2010-10-29
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Hidden Order and Dynamics of SUSY VBS Models2010

    • 著者名/発表者名
      K.Totauka
    • 学会等名
      New Development of Numerical Simulations in Low-Dimensional Quantum Systems
    • 発表場所
      Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto(招待講演)
    • 年月日
      2010-10-29
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Contractor Renormalization Study of 1D-and 2D Spin Systems with Ring-Exchange Interactions2010

    • 著者名/発表者名
      K.Totsuka
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス、堺市
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Bond-operator approach to phase diagram and low-lying excitations of Shastry-Sutherland model2010

    • 著者名/発表者名
      K.Totsuka
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス、堺市
    • 年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] A Unifying Approach to Competing Orders in Frustrated Magnets2010

    • 著者名/発表者名
      K.Totsuka
    • 学会等名
      International Conference on Frustrated Spin Systems, Cold Atoms, Nanomaterials (satellite meeting of StatPhys24)(招待講演)
    • 発表場所
      Sheraton Hanoi Hotel, Hanoi, Vietnam
    • 年月日
      2010-07-15
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] A Unifying Approach to Competing Orders in Frustrated Magnets2010

    • 著者名/発表者名
      K.Totsuka
    • 学会等名
      Satellite Meeting of StatPhys24(Hanoi)
    • 発表場所
      Sheraton Hanoi Hotel, Hanoi, Vietnam(招待講演)
    • 年月日
      2010-07-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Possible Featureless Spin Liquids at Magnetization Plateaus2010

    • 著者名/発表者名
      K.Totsuka
    • 学会等名
      Unconventional Magnetism in High Fields(ASG2010)
    • 発表場所
      Max-Planck Institute, Dresden, Germany(招待講演)
    • 年月日
      2010-06-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] フラストレートしたbcc格子磁性体に現われるネマティック秩序相2010

    • 著者名/発表者名
      植田浩明、戸塚圭介、桃井勉
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      2010-03-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] スピンネマティック相に対するボゾンペアリングからのアプローチ2009

    • 著者名/発表者名
      戸塚圭介、植田浩明
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] スパイラル構造を持つ一次元スピン鎖で構成された3次元磁性体における飽和磁場付近の結合マグノンBEC2009

    • 著者名/発表者名
      植田浩明、戸塚圭介、桃井勉
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Possible featureless spin liquid phases in high magnetic field2009

    • 著者名/発表者名
      K.Totsuka
    • 学会等名
      MPI-PKS workshop "Topological Order : From Quantum Hall Systems to Magnetic Materials"
    • 発表場所
      Max-Planck Institute for the physics of complex systems
    • 年月日
      2009-07-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] bcc格子上のハードコアボゾンモデルの超固体状態の安定性2009

    • 著者名/発表者名
      植田浩明, 戸塚圭介
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 強磁場下スピン系におけるZ2ゲージ理論とfractionalization2008

    • 著者名/発表者名
      戸塚圭介, 田中秋広
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学上田キャンパス
    • 年月日
      2008-09-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] スパイラル構造を持つ一次元スピン鎖で構成された3次元磁性体の飽和磁場付近のBECと状態図2008

    • 著者名/発表者名
      植田浩明, 戸塚圭介
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学上田キャンパス
    • 年月日
      2008-09-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Magnon BEC and Unconventional Quantum Orders2008

    • 著者名/発表者名
      K.Totsuka
    • 学会等名
      Highly Frustrated Magnetism 2008
    • 発表場所
      Technical University Braunschweig, Germany
    • 年月日
      2008-09-10
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Bose-condensation approach to unconventional orders in two-dimensional frustrated systems2008

    • 著者名/発表者名
      K. Totsuka, S. Capponi, P. Lecheminant, H-T. Ueda
    • 学会等名
      International Conference onHighly Frustrated Systems (HFM2008)
    • 発表場所
      ブラウンシュバイク工科大学(ドイツ)
    • 年月日
      2008-09-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Geometric Aproachto Magnetization Plateaus2008

    • 著者名/発表者名
      K.Totsuka
    • 学会等名
      Topological Aspects in Solid State Physics(招待講演)
    • 発表場所
      Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto
    • 年月日
      2008-06-27
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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