フラストレート磁性体のカイラル秩序化と異常伝導現象

• 研究課題/領域番号: 25247064
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 川村 光 大阪大学, 理学研究科, 教授 (30153018)
• 研究分担者: 谷口 年史 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (80207183)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 44,720千円 (直接経費: 34,400千円、間接経費: 10,320千円); 2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2016年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 23,140千円 (直接経費: 17,800千円、間接経費: 5,340千円)
• キーワード: フラストレーション / 量子スピン液体 / ランダムネス / トポロジカル励起 / 3角格子 / カゴメ格子 / 厳密対角化 / カイラリティ / 量子ゆらぎ / ハニカム格子 / 正方格子 / スピングラス / モンテカルロシミュレーション

研究成果の概要

本計画では、幾何学的フラストレート磁性体やスピングラス等を対象に、その新奇な相構造や磁気秩序の解明を目指した。研究の主たる研究成果として、1）フラストレーションとランダムネスが誘起する特異な「量子スピン液体状態」の種々の2次元フラストレート格子磁性体における同定、２）規則的な量子フラストレート系における特異な有限温度クロスオーバー現象の発見、３）ランダム磁気異方性を持つハイゼンベルグ型スピングラスの秩序化におけるレプリカ対称性の破れと関連した特異現象の発見、４）スピンと伝導電子がカプルした1次元近藤モデルにおける、新たなコリニア相やカイラル相を含む豊富な相構造の発見、等が挙げられる。

研究成果

• [雑誌論文] Finite-temperature crossover phenomenon in the S=1/2 antiferromagnetic Heisenberg model on the kagome lattice (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Shimokawa and H. Kawamura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 85 号: 11 ページ: 113702-113702
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.113702
  • NAID: 210000134139
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Randomness-Induced Quantum Spin Liquid Behavior in the s = 1/2 Random J1-J2 Heisenberg Antiferromagnet on the Honeycomb Lattice (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Uematsu and H. Kawamura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 86 号: 4 ページ: 044704-044704
  • DOI: 10.7566/jpsj.86.044704
  • NAID: 210000134339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-lattice-coupled order in Heisenberg antiferromagnets on the pyrochlore lattice (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Aoyama and H. Kawamura
  • 雑誌名: Phys. Rev. Letters 巻: 116 号: 25
  • DOI: 10.1103/physrevlett.116.257201
• [雑誌論文] Low-temperature magnetic properties of the Kondo lattice model in one dimension (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Minami and H. Kawamura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 号: 4
  • DOI: 10.7566/jpsj.84.044702
  • NAID: 210000133516
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Static and dynamical spin correlations of the S =1/2 random-bond antiferromagnetic Heisenberg model on the triangular and kagome lattices (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Shimokawa, K. Watanabe and H. Kawamura
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 92 号: 13
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.134407
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quantum spin-liquid behavior in the spin-1/2 random-bond Heisenberg antiferromagnet on the kagome lattice (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamura, K. Watanabe and T. Shimokawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: ８３ 号: 10 ページ: 103704-103704
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.103704
  • NAID: 40020226124
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quantum Spin-Liquid Behavior in the Spin-1/2 Random Heisenberg Antiferromagnet on the Triangular Lattice (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Watanabe
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 巻: 83 号: 3 ページ: 034714-034714
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.034714
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Monte Carlo simulations of the three-dimensionsl XY spin glass focusing on chiral and spin order (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Obuchi. Hikaru Kawamura
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 87 号: 17 ページ: 41-654
  • DOI: 10.1103/physrevb.87.174438
  • 査読あり
• [学会発表] Frustration-induced spin textures (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamura
  • 学会等名: Core-to-Core Spintronics Workshop 2017
  • 発表場所: Senri Hankyu Hotel, Osaka
  • 年月日: 2017-03-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ブリージングパイロクロア反強磁性体における局所格子歪みと磁気秩序 (2017)
  • 著者名/発表者名: 青山和司、川村光
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 積層3角格子反強磁性ハイゼンベルグモデルの臨界現象の数値的研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 永野凱大、川村光
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] ランダムJ1-J2 正方格子反強磁性体における量子スピン液体的振る舞い (2017)
  • 著者名/発表者名: 上松和樹、川村光
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] ランダムネスが誘起する3角、カゴメ格子上の量子スピン液体 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川村光
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2016-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] 積層3角格子反強磁性ハイゼンベルグモデルの臨界現象の数値的研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 永野凱大、川村光
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] S=1/2 カゴメ格子ハイゼンベルグ反強磁性体の秩序化に対する熱ゆらぎの効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 下川統久朗、川村光
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] パイロクロア反強磁性体における局所格子歪みと磁場効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 青山和司、川村光
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] Quantum spin liquid behaviors in the random spin-1/2 Heisenberg antiferomagnets on the triangular and kagome lattices (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamura
  • 学会等名: Highly Frustrated Magnetism （HFM) 2016
  • 発表場所: GIS NTU Convention Center, Taipei
  • 年月日: 2016-09-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Frustration-induced symmetric skyrmion lattices in triangular magnets (2015)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Kawamura
  • 学会等名: EMN Hong Kong Meeting 2015
  • 発表場所: Eaton Hotel Hong Kong, Hong Kong
  • 年月日: 2015-12-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Novel order and dynamics in frustrated and random magnets (2015)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Kawamura
  • 学会等名: International Symposium on Present and Future of Material Sciences
  • 発表場所: Sigma Hall, Osaka University
  • 年月日: 2015-11-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ランダムネスが誘起する3角、カゴメ磁性体における量子スピン液体相 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川村光
  • 学会等名: 物性研短期研究科
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 2015-11-16
  • 招待講演
• [学会発表] フラストレーションとエントロピー (2015)
  • 著者名/発表者名: 川村光
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] 3角・カゴメ格子上のS=1/2ランダム反強磁性ハイゼンベルグ模型の静的・動的構造因子 (2015)
  • 著者名/発表者名: 下川統久朗、川村光
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都、新宿区）
  • 年月日: 2015-03-24
• [学会発表] ３次元積層ハニカム格子上のクラスターXYスピングラスにおける誘電分極の磁場方向依存性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 崎山泰樹、川村光
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都、新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] Multiple-Q order of the frustrated Heisenberg model on the honeycomb lattice under magnetic fields (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Shimokawa and H. Kawamura
  • 学会等名: NQS(Novel Quantum Statesin Condensed Matter) 2014
  • 発表場所: Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University (京都府、京都市)
  • 年月日: 2014-11-05
• [学会発表] Dynamical properties of the S=1/2 random Heisenberg antiferromagnets on the kagome and the triagular lattices (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Shimokawa and H. Kawamura
  • 学会等名: NQS(Novel Quantum Statesin Condensed Matter) 2014
  • 発表場所: Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University (京都府、京都市)
  • 年月日: 2014-11-05
• [学会発表] Quantum spin liquid behaviors in the random spin-1/2 Heisenberg antiferromagnets on the triangular and the kagome lattices (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamura
  • 学会等名: NQS(Novel Quantum Statesin Condensed Matter) 2014
  • 発表場所: Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University (京都府、京都市)
  • 年月日: 2014-11-04
  • 招待講演
• [学会発表] ランダム量子カゴメ格子ハイゼンベルグ反強磁性体の量子スピン液体状態 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川村光、渡辺健、下川統久朗
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県、春日井市）
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] フラストレートハニカム磁性体における多重Q秩序 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下川統久朗、川村光
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県、春日井市）
  • 年月日: 2014-09-09
• [学会発表] Quantum spin-liquid behavior in the spin-1/2 random Heisenberg antiferromagnet on the triangular lattice (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamura
  • 学会等名: International workshop on frustration and topology in condensed matter physics
  • 発表場所: NCKU, 台湾
  • 招待講演
• [学会発表] Quantum spin-liquid behavior in the spin-1/2 random Heisenberg antiferromagnet on the triangular lattice (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamura
  • 学会等名: RIKEN-APW joint workshop: highlights in condensed matter physics
  • 発表場所: 理研 和光
  • 招待講演
• [図書] Spin glasses (Handbook of Magnetic Materials, vol.24) (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamura and T. Taniguchi,
  • 総ページ数: 137
  • 出版者: Elsevier