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2008 年度 実績報告書

新奇な量子スピンフロップ現象の観測を目指す理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 20030008
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

坂井 徹  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (60235116)

キーワード量子スピン系 / スピンフロップ / スピンラダー / スピン液体 / スピンギャップ
研究概要

従来の研究により、容易軸異方性を持つスピン1反強磁性鎖において、強い量子効果により2つの異なる磁場誘起朝永・ラッティンジャー液体間の量子相転移として、2段階の量子スピンフロップ転移が起きることが理論的に予測されていた。本年度の研究において、この量子スピンフロップ転移で現れる中間相が、スピンネマティック相であることを示し、スピン1反強磁性鎖だけでなく、強磁性の桁相互作用を持つスピンラダー系、及び混合スピン鎖においても起きることを、理論的に明らかにした。
この新しい磁場誘起スピンネマティック相の理論を用いて、強磁性の桁相互作用を持つスピンラダー系IPA-CuCl_3で観測されている2段階のスピンフロップ転移を、理論的に説明することを試みたが、残念ながら基底状態のギャップの性質が異なる(ハルデン相)ことから、この理論だけでは不十分であることが判明した。そこで、このスピンラダ一系の各正方形ブラケット上にはたらくリング交換相互作用により生じるスピンネマティック相による、新しいシナリオを提案した。この理論により定量的に説明できるかどうか、現在検討中である。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Field-Induced Incommensurate Order and Possible Supersolid in the S=1/2 Frustrated Diamond Chain2009

    • 著者名/発表者名
      T. Sakai
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series 145

      ページ: 021065-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ground-State Phase Diagram of an (S, S')=(1, 2) Spin-Alternating Chain with Competing Single-Ion Anisotropies2009

    • 著者名/発表者名
      T. Tonegawa
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series 145

      ページ: 012066-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-step quantum spin flop transition in spin Iadders2009

    • 著者名/発表者名
      T. Sakai
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series 150

      ページ: 042169-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum phase transitions of the asymmetric three-leg spin tube2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sakai
    • 雑誌名

      Physical Beview B 78

      ページ: 184415-1-11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible Mechanism of Charge Stripe Formation Based on the Ring Exchange Interaction2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sakai
    • 雑誌名

      Physica C 468

      ページ: 1163-1165

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Diagonalization Study on a Phonon-assisted Hole Pairing Mechanism of an Extended t-J Holstein Model2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sakai
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series 108

      ページ: 012026-1-4

    • 査読あり
  • [学会発表] スピンナノチューブ:最近の理論的発展2009

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      日本物理学会、領域3,8,11合同シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-03-28
  • [学会発表] Quantum Phase Transition of the Asymmetric Spin Tube2009

    • 著者名/発表者名
      T. Sakai
    • 学会等名
      American Physical Sosiety March Meeting
    • 発表場所
      Pittsburgh
    • 年月日
      2009-03-16
  • [学会発表] Field-induced quantum phase transitions in lowdimensional spin systems2009

    • 著者名/発表者名
      T. Sakai
    • 学会等名
      JAEA Synchrotron Radiation Research Symposium
    • 発表場所
      SPring-8
    • 年月日
      2009-03-07
  • [学会発表] Quantum Phase Transition in the Spin Nanotube2009

    • 著者名/発表者名
      T. Sakai
    • 学会等名
      Supercomputing in Solid State Physics
    • 発表場所
      柏
    • 年月日
      2009-02-17
  • [学会発表] Ring Exchange Induced Magnetic Phenomena in Spin Ladder Systems2009

    • 著者名/発表者名
      T. Sakai
    • 学会等名
      International Workshop on Quantum Critical Phenomena and Novel Phases in Superclean Materials
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2009-01-13
  • [学会発表] Elementary Excitations and Dynamics of Nanowire Magnets2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sakai
    • 学会等名
      Dynamics and Manipulation of Quantum Systems
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-10-22
  • [学会発表] Topics of Low-Dimensional Quantum Spin Systems2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sakai
    • 学会等名
      57th Fujihara Seminar
    • 発表場所
      苫小牧
    • 年月日
      2008-07-26
  • [学会発表] 歪んだダイヤモンド鎖の磁場誘起非整合秩序2008

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-03-27
  • [備考]

    • URL

      http://www.jaea.spring8.or.jp/cmt/

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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