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2006 年度 実績報告書

リング交換が生む新奇な磁性状態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17071011
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

桃井 勉  独立行政法人理化学研究所, 古崎物性理論研究室, 先任研究員 (80292499)

研究分担者 久保 健  青山学院大学, 理工学部, 教授 (30015862)
宮下 精二  東京大学, 大学院理学系研究科, 教授 (10143372)
常次 宏一  東京大学, 物性研究所, 教授 (80197748)
キーワードリング交換 / 三角格子 / 幾何学的フラストレーション / ネマティック状態 / スピン液体 / 磁化プラトー / 超固体 / 金属絶縁転移
研究概要

固体^3He薄膜において発見された量子スピン液体的振る舞いを理論的に解明するために、リング交換模型(および多体スピン交換模型)における量子スピン液体相の出現可能性を研究した。その結果、スピン秩序のないスピン液体相が強磁性相に隣接し現れる事を見出した。正方格子上では、この状態は通常のスピン秩序は持たないが2スピン自由度からなる磁気秩序-4重極秩序-を持つネマティック状態である。一方、三角格子上では、隠れた8重極秩序を伴う量子スピン液体状態が現れることを明らかした。(桃井) また、三角格子上スピン1物質NiGa_2S_4で発見されたスピン液体的振舞いについて、スピン4重極の反強秩序の存在する可能性を理論的に研究した。この新しい量子相におけるボーズ型素励起を計算し、比熱や静的・動的スピン相関を求め、実験結果が半定量的に説明できることを示した。(常次) さらに、三角格子上多スピン交換模型において、6スピン交換の効果により1/6磁化プラトーが現われること、反強磁性領域で実現する120度スピン構造が磁場中で6副格子状態に相転移することを明らかにした。また、部分ライングラフ格子上における新奇な基底状態の出現可能性を研究した。(久保)
非対角秩序と対角秩序の出現条件の競合下で両者が共存する超固体状態について研究した。ハードコアモデルでは相互作用にフラストレーションがあることが重要な条件であるのに対し、ソフトコアモデルではフラストレーション無しでも超固体が実現でき、そこでは超流動成分の周期性に興味深い相互作用依存性が現れることを発見した。(宮下)
さらにフラストレート電子系における金属絶縁体転移と磁性を理解するために、カゴメ格子遍歴電子系を拡張された動的平均場近似法を用い研究した。その結果、この系において金属絶縁体転移の存在を初めて示すと共に、転移点近傍で新奇な1次元的準長距離スピン相関が発達することを発見した。(常次)

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (15件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Nematic Order in Square Lattice Frustrated Ferromagnets2007

    • 著者名/発表者名
      Philippe Sindzingre 他
    • 雑誌名

      Physica C (in press)

  • [雑誌論文] The spin nematic state in triangular antiferromagnets2007

    • 著者名/発表者名
      H.Tsunetsugu 他
    • 雑誌名

      Journal of Physica : Condensed Matter vol.19 (in press)

  • [雑誌論文] Spin Nematic Order in S=1 Triangular Antiferromagnets2007

    • 著者名/発表者名
      M.Arikawa 他
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials (in press)

  • [雑誌論文] Anomalous magnetic properties near Mott transition in Kagome lattice Hubbard model2007

    • 著者名/発表者名
      T.Ohashi 他
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials (in press)

  • [雑誌論文] Octupolar Order in the Multiple Spin Exchange Model on a Triangular Lattice2006

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Momoi 他
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 97

      ページ: 257204

  • [雑誌論文] Spin-Wave Theory of the Multiple-Spin Exchange Model on a Triangular Lattice in a Magnetic Field : 3-sublattice Structure2006

    • 著者名/発表者名
      C.Yasuda 他
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Japan 75(10)

      ページ: 104705

  • [雑誌論文] Phase Diagram of Spinless Fermions on an Anisotropic Triangular Lattice at Half-filling2006

    • 著者名/発表者名
      C.Hotta 他
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Japan 75(12)

      ページ: 123704

  • [雑誌論文] Quantum Dynamics of Spin Wave Propagation through Domain Walls2006

    • 著者名/発表者名
      S.Yuan 他
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 75

      ページ: 084703

  • [雑誌論文] Crystal Structures of Photo-induced Phase and Rapidly-cooled Phase in Rbo_<0.75>Mn[Fe(CN)_6]_<0.91>・1.4H_2O Prussian Blue Analog2006

    • 著者名/発表者名
      H.Tokoro 他
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 75

      ページ: 085004

  • [雑誌論文] Huge thermal hysteresis loop and a hidden stable phase in a charge-transfer phase transition of Rb_<0.64>Mn[Fe(CN)_6] _<0.88>・1.7H_2O2006

    • 著者名/発表者名
      H.Tokoro 他
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 73

      ページ: 172415

  • [雑誌論文] Clustering of high-spin molecules in spin-crossover systems and magnetic ordering in temperature cycling processes2006

    • 著者名/発表者名
      M.Nishino 他
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 74

      ページ: 214416

  • [雑誌論文] Magnetic properties and metastable states in spin-crossover transition of Co-Fe Prussian blue analogues2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Konishi 他
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 75

      ページ: 114603

  • [雑誌論文] A local realist model for correlations of the singlet state2006

    • 著者名/発表者名
      K.De Raedt 他
    • 雑誌名

      European Physical Journal B 53

      ページ: 139

  • [雑誌論文] Spin nematic phase in S=1 triangular antiferromagnets2006

    • 著者名/発表者名
      H.Tsunetsugu 他
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan vol.75

      ページ: 083701, 1-4

  • [雑誌論文] Mott Transition in Kagome' Lattice Hubbard Model2006

    • 著者名/発表者名
      T.Ohashi 他
    • 雑誌名

      Physical Review Letters vol.97

      ページ: 066401, 1-4

  • [図書] 量子スピン系2006

    • 著者名/発表者名
      宮下精二
    • 総ページ数
      138
    • 出版者
      岩波書店

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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