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2018 年度 研究成果報告書

ボーズ系・量子スピン系におけるトポロジカル秩序とその端状態に対する数値的研究

研究課題

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研究課題/領域番号 16K17751
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

鈴木 隆史  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (40444096)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードトポロジカル状態 / 量子スピン / 量子モンテカルロ法 / キタエフスピン液体
研究成果の概要

近年トポロジカル量子状態に注目が集まっている.本研究では,1.蜂の巣格子上のSU(N)スピンを持つHeisenberg模型における基底状態相図を量子モンテカルロ法で調べた.その結果,蜂の巣格子の場合磁気秩序相はn > 4Nで消失し,非磁性相が現れることを明らかにした.ただしnはSU(N)スピンのヤング図表現,(1,n)に対応する.続いて,2.スピン液体の実現が期待されている蜂の巣格子Kitaevスピン液体関連物質に注目し,数値厳密対角化法を用いて磁気励起や比熱の温度依存性を調べた.拡張Kitaev模型の磁気励起,比熱温度依存性を明らかにし,関連物質の有効磁気模型の提案を行った.

自由記述の分野

統計力学,物性基礎論,計算科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

蜂の巣格子をもつ模型で現れるトポロジカル量子状態の特徴を数値計算によって調べた.1つ目は,先行研究で2次元ハルデーン状態が現れると期待される理論模型を調べ,予想された磁気秩序相と非磁気秩序相の境界が確かに存在することを明らかにした.2つ目は厳密にトポロジカル量子状態の一つ,スピン液体が現れる模型の候補物質に注目し,実験を通してスピン液体の特徴を如何に見出すかの提案を行った.

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公開日: 2020-03-30  

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