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2004 年度 実績報告書

低次元量子スピン系における非磁性基底状態と磁場誘起スピンギャップの理論的新展開

研究課題

研究課題/領域番号 14540329
研究機関東京工業大学

研究代表者

岡本 清美  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (40152342)

キーワード磁場誘起スピンギャップ / 磁化プラトー / 量子スピン / 磁気相図 / 磁性体 / 非磁性基底状態 / スピン液体 / フラストレーション
研究概要

我々は種々のモデルに対して非磁性状態や磁場誘起スピンギャップの機構を探り,それが現れる条件(パラメーターにどのように依存するかの相図など)を明らかにした.
1.F5PNNと略称される有機合成磁性体(第一義的には反強磁性ボンド交代スピン鎖と思われている)に関しては磁場誘起相転移が起こっていると思われている.我々は詳細な数値計算により,磁場誘起相転移性質を解明し,また磁化プラトーの存在との関連についても明確にした
2.フラストレーションのあるS=1の2本足スピン梯子について,解析的ならにび数値的手段により,その磁気的性質を明らかにした.磁場誘起スピンギャップは,飽和磁化の1/4,1/2,および3/4に現れる可能性がある.我々はハミルトニアンに含まれるパラメーターと磁場誘起スピンギャップの出現消失の関係について非常に精密な結論を得た.
3.ハミルトニアンと状態関数の間の異方性逆転現象について調べた.異方性逆転現象とは,ハミルトニアンの相互作用がXY的であるときに基底状態がネール状態になり,相互作用がイジング的であるときに基底状態がスピン液体状態になるというもので,従来の常識とは全く逆の振る舞いである.三量体性,フラストレーション,異方性,これら3つの作用の複雑なバランスでこのようなことが起きていることが本研究で明らかにされた.
4.BIP-TENOと略称される有機合成磁性体では非自明な磁場誘起スピンギャップ(飽和磁化の1/4)が実験で観測されている.我々は以前にプラトー機構を提案したが,その機構では磁場誘起スピンギャップの幅が説明困難であることが判明した.我々は全く新しい機構である格子歪みとの複合機構を提案し,実現可能性について詳細に論じた.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2004 その他

すべて 雑誌論文 (8件)

  • [雑誌論文] Anomalous magnetization process in frustrated spin ladders2004

    • 著者名/発表者名
      T.Sakai, K.Okamoto, K.Okunishi, M.Sato
    • 雑誌名

      J.Phys. : Cond.Matter 16・11

      ページ: S785-S789

  • [雑誌論文] Magnetization plateau in an anisotropic S=1/2 antiferromagnetic chain with frustration and bond-alternation2004

    • 著者名/発表者名
      T.Tonegawa, K.Okamoto他3名
    • 雑誌名

      Physica B 346-347

      ページ: 50-54

  • [雑誌論文] Magnetization Plateau and Cusp in S=1 Spin Ladder2004

    • 著者名/発表者名
      T.Sakai, K.Okamoto他7名
    • 雑誌名

      Physica B 346-347

      ページ: 34-37

  • [雑誌論文] Frustration-Induced η Inversion in the S=1/2 Bond-Alternating Spin Chain2004

    • 著者名/発表者名
      N.Maeshima, K.Okunishi, K.Okamoto, T.Sakai
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 93・12

      ページ: 127203

  • [雑誌論文] Finite-Field Ground State of the S=1 Antiferromagnetic-Ferromagnetic Bond-Alternating Chain

    • 著者名/発表者名
      T.Tonegawa, K.Okamoto, M.Kaburagi
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. (発表予定)

  • [雑誌論文] Inversion phenomena and phase diagram of the S=1/2 distorted diamond chain with the XXZ interaction anisotropy

    • 著者名/発表者名
      A.Tokuno, K.Okamoto
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. (発表予定)

  • [雑誌論文] Field-Induced Incommensurate Order in Spin Ladder with Ring Exchange

    • 著者名/発表者名
      T.Sakai, K.Okamoto
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.Solids (発表予定)

  • [雑誌論文] Bond-Alternating S=1 Spin Ladder in Magnetic Field

    • 著者名/発表者名
      M.Kikuchi, K.Okamoto, K.Okunishi, T.Sakai
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. (発表予定)

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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