スピングラス秩序のカイラリティ機構

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12640373
• 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)
• キーワード: スピングラス / ハイゼンベルグモデル / カイラリティ / カイラルグラス / モンテカルロシュミレーション / フラストレーション / ランダムネス

研究概要

スピングラスは強磁性的な相互作用と反強磁性的な相互作用が拮抗しているランダム磁性体のことで、フラストレーションとランダムネスが共に存在するようなコンプレックス系の典型例として、特にその相転移、秩序化現象の解明は理論実験両面から大きな興味を持たれてきた。本研究は、スピングラス磁性体の磁秩序化現象に関して近年新たに提案されたカイラリティ仮説を数値的に検証することを主たる目的として行われ、以下の成果を得た。零磁場中で、磁気異方性のない等方的3次元ハイゼンベルグスピングラス、および弱い磁気異方性を持った3次元ハイゼンベルグスピングラスの大規模数値シミュレーションを行った。その結果,等方的場合については通常のスピングラス秩序化を伴わずにカイラリティのみがオーダーするカイラルグラス転移が起きることを確認した。現実のスピングラス磁性体では弱い磁気異方性が必ず存在し磁気秩序化に重要な役割を果たしていると期待され、特にカイラリティ機構の立場からは異方性によるスピンとカイラリティの混合が予想されている。今回、弱いランダムな磁気異方性を有する3次元ハイゼンベルグスピングラスに関しても大規模数値シミュレーションを行い、カイラリティ機構が予想するスピン・カイラリティ混合を裏付ける結果を得た。さらに磁場中での3次元等方的ハイゼンベルグスピングラスの大規模数値シミュレーションを行い、磁気相図と磁場中相転移の性格を定めた。その結果,有限磁場中でも零磁場中と同種のカイラルグラス転移が起きる、あるいは相図中での転移線の形が磁場に対してレギュラーになる、といったカイラリティ仮説からの予想を支持する結果を得た。

研究成果

• [文献書誌] Hikaru Kawamura, Takuya arimoto: "Chiral Kosterlitz-Thouless transition in the frustrated Heisenberg antiferromagnet on a phrochlore slab"Phys.Rev.Letters. 88. 077202(1)-077202(4) (2002)
• [文献書誌] Hikaru Kawamura, Daisuke Imagawa: "Ordering of the three-dimensional Heisenberg spin glass in magnetic fields"Phys.すev.Letters. 87. 207203(1)-207203(4) (2001)
• [文献書誌] Hikaru Kawamura, Mai Suan Li: "Nature of the ordering of the three-dimensional XY spin glass"Phys.Rev.Letters. 87. 187204 (2001)
• [文献書誌] Mai Suan Li, Per Nordblad, Hikaru Kawamura: "Aging effect in ceramic superconductors"Phys.Rev.Letters. 86. 1339-1342 (2001)
• [文献書誌] Daisuke Imagawa, Hikaru Kawamura: "Monte Carlo studies of the ordering of the three-dimensional isotropic Heisenberg spin glass in magnetic fields"J.Phus.Soc.Jpn.. 71. 127-140 (2001)
• [文献書誌] Takuya Arimori, Hikaru Kawamura: "Ordering of the antiferromagnetic Heisenberg model on a phrochlore slab"J.Phys.Soc.Jpn.. 70. 3695-3707 (2001)