2次元量子固体の磁性における多体交換相互作用の理論的解明

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10203202
• 研究機関: 青山学院大学
• 研究代表者: 久保 健 青山学院大学, 理工学部, 教授 (30015862)
• 研究分担者: 羽田野 直道 青山学院大学, 理工学部, 助教授 (70251402)
• キーワード: ヘリウム3固体 / 薄膜 / 多体交換 / スピン模型 / モンテカルロ法 / カイラリティー / 相転移

研究概要

平成11年度は以下の研究を行った。
1. 昨年度に引続き、3角格子上の4体交換相互作用を含む多体交換スピン模型の基底状態について研究を行った。反強磁性2体相互作用の強い領域に4体相互作用を加えて行くとどのような相が現れるかを、古典系についてモンテカルロ計算を用いて調べる準備を進めている。また磁場中の基底状態に関する研究成果について、ヘルシンキで開催された低温物理国際会議で招待講演を行った。(久保)
2. 4角格子上の多体交換模型の基底状態についての研究をおこなった。ヘリウムは4角格子にはならないが、幾何学的形状がどのように基底状態の磁性に影響を及ぼすかは、理論的に興味深い問題である。今のところ古典系の範囲内で議論し、4体交換が強い場合はやはりカイラリティーを持つ秩序があらわれるが、いくつかの点で3角格子と定性的に異る結果を得ている。この研究は来年度も継続する。(久保)
3. フラストレーションのある系のモンテカルロ計算法の改良を行った。フラストレーションのある系を通常のモンテカルロ法で計算すると緩和時間が非常に長くなり、期待する結果が得られないことが多いが、マルチカノニカル・モンテカルロ法を改良することによってこの困難を取り除くことに成功した。(羽田野)

研究成果

• [文献書誌] T. Momoi, H. Sakamoto and K. Kubo: "Magnetization plateau in a two-dimensional multi-spin exchange model"Physical Review B. 59・14. 9491-9499 (1999)
• [文献書誌] D. M. Edwards, A. C. M. Green, K. Kubo: "Electronic structure and resistivity of the double exchange model"Journal of Physics : Condensed Matter. 11・13. 2791-2808 (1999)
• [文献書誌] K. Kubo, D. M. Edwards, A. C. M. Green, T. Momoi and H. Sakamoto: "Magnetism and Electronic States of Systems with Strong Hard Couples""Physics of Manganites" ed. by T. A. Kaplan and S. D. Mahaity kluwer Academic / Plemum Publishers, NY. 71-86 (1999)
• [文献書誌] N. Hatano and J. E. Gubernatis: "Bivariate Multicanonical Monte Carlo of the 3DIJ spin glass""Slow Dynamics in Complex Systems" ed. by M. Tokuyama and I. Oppenheim, AIP Conference Proceedings. 469. 565-566 (1999)
• [文献書誌] N. Hatano and J. E. Gubernatis: "A Bivariate multicanonical Monte Carlo of the 3DIJ spin glass""Computer Similation Studies in Condensed-Matter physics XII"ed. by O. P. Landau et al. Springer Verlag. 149-161 (2000)