2023 年度研究成果報告書

量子スピン液体における磁場励起ダイナミクスと輸送現象に関する数値的研究

研究課題

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研究課題/領域番号	19K14645
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関	東京大学
研究代表者	井戸康太東京大学, 物性研究所, 助教 (50827251)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード	量子スピン液体 / 多体波動関数法 / 変分モンテカルロ法 / 励起スペクトル / 輸送特性
研究成果の概要	電子間に働く相互作用が強い強相関電子系において発現する量子スピン液体と、それらを取り扱える柔軟かつ高精度な多体波動関数法に関する研究を実施した。拡張Kitaev模型や有機固体の第一原理有効ハミルトニアンといった量子多体系を解析することで、それらで発現する量子スピン液体の安定性や性質を理論的に明らかにした。また、強相関電子系における励起ダイナミクスを効率よく計算することができるよう手法開発も行った。
自由記述の分野	物性理論
研究成果の学術的意義や社会的意義	低温になっても磁性を示さない非磁性絶縁体である量子スピン液体は、長距離にわたる強い量子もつれ構造を有するため、量子計算などの量子技術への応用が活発に議論されている。本研究課題では、こうした量子スピン液体がどのようにして安定になるのか、どのような性質なのかを高精度な数値計算結果に基づいて議論できた。得られた知見や開発した手法は、今回の研究で解析されなかった他の量子スピン液体の物性解析や新奇量子スピン液体物質の開拓、さらには超伝導体やトポロジカル物質といった多くの量子物質の解析へと繋がることが期待される。