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2009 年度 実績報告書

スピンナノチューブの異常量子現象の理論的・計算科学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 20340096
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

坂井 徹  兵庫県立大学, 大学院・物質理学研究科, 教授 (60235116)

研究分担者 利根川 孝  福井工業大学, 工学部, 教授 (80028167)
岡本 清美  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (10114860)
奥西 巧一  新潟大学, 自然科学系, 助教 (30332646)
中野 博生  兵庫県立大学, 大学院・物質理学研究科, 助教 (00343418)
キーワードスピンナノチューブ / 量子相転移 / ナノ磁性 / スピンギヤツプ / 低次元系
研究概要

三本鎖スピンナノチューブの断面の三角形を正三角形から二等辺三角形に変形する格子歪みを導入し、これに対して3分の1磁化プラトー近傍で、その磁場誘起ギャップがどうふるまうかを、密度行列繰り込み群・数値的厳密対角化・摂動論などを導入して解析した。
その結果、3分の1磁化プラトーは正三角形の場合を含む広範囲にわたって現れるものの、1辺が弱い二等辺三角形と1辺が強い二等辺三角形では、この磁化プラトー形成のメカニズムが違うことを反映して、異なる量子相になっていることが判明した。さらに重要な発見としで、この二つの異なる磁化プラトー相の中間に、これまで知られていなかった全く新しい量子相が出現することがわかった。この新しい量子相の性質を調べたところ、並進対称性の自発的破れを伴う、2倍周期構造が実現しており、その結果として、ネール秩序、カイラル秩序、あるいはダイマー秩序と考えられる興味深い秩序が実現していることが判明した。

  • 研究成果

    (38件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (20件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Field Induced Exotic Phenomena of the S=1/2 Three-Leg Quantum Spin Nanotube2010

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

      Journal of Low Temperature Physics 159

      ページ: 55-58

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetization Process of the S=1/2 Distorted Diamond Spin Chain with the Dzyaloshinsky-Moriya interaction2010

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

      Journal of Physics : Conference Series 200

      ページ: 022052-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wang-Landau simulation of the quasi-one-dimensional spin systems2010

    • 著者名/発表者名
      K.Okunishi
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 200

      ページ: 022043-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise estimates by finite-size extrapolations of the S=1 Haldane-gapped system2010

    • 著者名/発表者名
      H.Nakano
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 200

      ページ: 022037-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Half Magnetization Plateau of Frustrated S=1 Antiferromagnetic Chain2010

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

      Journal of Physics : Conference Series 200

      ページ: 022065-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field-Induced Nematic Phase in the Spin Ladder System with Easy-Axis Anisotropy2010

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

      Physica Status Solidi B 247

      ページ: 583-585

    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-Order Phase Transition between One-Third Magnetization Plateau States in an Anisotropic(S, S')Spin Alternating Chain2010

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

      Physica Status Tolidi 247

      ページ: 688-690

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetization Process of the Kagome Lattice Antiferromagnet2010

    • 著者名/発表者名
      H.Nakano
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 79

      ページ: 053707-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polarization Plateau in Atomic Fermi Gas Loaded on Triangular Optical Lattice2009

    • 著者名/発表者名
      M.Okumura
    • 雑誌名

      Physical Review A 79

      ページ: 061602(R)-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dzylashinsky-Moriya Interaction in the S=1/2 Quasi-One-Dimensional Antiferromagnet Cu_2Cl_4・H_8C_4SO_2 as Determined via High-Frequency ESR2009

    • 著者名/発表者名
      M.Fujisawa
    • 雑誌名

      Physical Review B 80

      ページ: 012408-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Field versus Temperature Phase Diagram of the Spin-1/2 Alternating-Bond Chain Compound F_5PNN2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 78

      ページ: 074716-1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reexamination of Finite-Lattice Extrapolation of Haldane Gaps2009

    • 著者名/発表者名
      H.Nakano
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 78

      ページ: 014003-1-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Field Magnetism of the Spin-Ladder Material Na_2Fe_2(C_2O_4)_3(H_2O)_22009

    • 著者名/発表者名
      H.Yamaguchi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 78

      ページ: 124701-1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wang-Landau simulation for the quasi-one-dimensional Ising model2009

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

      Journal of the Physical Society of Japan 78

      ページ: 054002-1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elementary excitations and spin dynamics in nanowire quantum magnets2009

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

      International Journal of Modern Physics C 20

      ページ: 1467-1476

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Phase Transition of a Triangular Lattice Spin Tube and Edge Spin Effects2009

    • 著者名/発表者名
      K.Okunishi
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics C 20

      ページ: 1423-1430

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal expansion of two-dimensional itinerant nearly ferromagnetic metal2009

    • 著者名/発表者名
      R.Konno
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 150

      ページ: 0421001-4

    • 査読あり
  • [学会発表] スピンチューブの磁化プラトーにおけるスタガード磁化, ダイマー及びカイラル秩序の共存2010

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] 一次元量子スピン鎖の励起ギャップ評価:双曲変形を用いたスケーリング解析2010

    • 著者名/発表者名
      上田宏
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] 反強磁性ハイゼンベルグ異方的蜂の巣格子模型の基底状態相転移22010

    • 著者名/発表者名
      下川統久朗
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] Field-induced quantum phase transitions of the asymmetric three-leg spin tube2010

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      Portland
    • 年月日
      2010-03-16
  • [学会発表] スピンナノチューブのカイラリティ2010

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      CMRC研究会「相関電子と構造物性」
    • 発表場所
      筑波
    • 年月日
      2010-02-22
  • [学会発表] カゴメ格子反強磁性体の磁気ダイナミクス2010

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      古典及び量子系のダイナミクス・非平衡統計力学に関するワークショップ
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-02-14
  • [学会発表] カゴメ格子反強磁性体の磁化過程2009

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      東大物性研短期研究会「計算物理学」
    • 発表場所
      柏
    • 年月日
      2009-12-10
  • [学会発表] Magnetization process of the S=1/2 distorted diamond spin chain2009

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      International Symposium : High Magnetic Field Spin Science in 100T
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2009-12-08
  • [学会発表] Selection Rules for ESR Direct Transition of the Spin Gap and their Applications2009

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      Electron Magnetic Resonance of Strongly Correlated Spin Systems
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      2009-11-09
  • [学会発表] Quantum Phase Transition of the 3-Leg Spin Tube2009

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      International Workshop on Dynamics and Manipulation of Quantum Systems
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2009-10-14
  • [学会発表] ジャロシンスキー・守谷相互作用のある歪んだダイヤモンド鎖の磁化過程2009

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2009-09-26
  • [学会発表] 三本鎖スピンチューブの3分の1磁化プラトー2009

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2009-09-26
  • [学会発表] 異方的スピンラダー系の磁場誘起スピンネマティック相2009

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] 反強磁性ハイゼンベルグ異方的蜂の巣格子模型の基底状態相転移2009

    • 著者名/発表者名
      下川統久朗
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] Magnetic field induced phenomena in quasi-one-dimensional organic magnets2009

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      International Workshop on "Theories on Strongly Correlated Molecular Conductors"
    • 発表場所
      Narita
    • 年月日
      2009-09-18
  • [学会発表] Numerical Exact Diagonalization Study on a Phonon-Assisted Hole Paring in the High-Tc Cuprates2009

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2009-09-08
  • [学会発表] Field-Induced Nematic Phase in the Spin Ladder System with Easy-Axis Anisotropy2009

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Criticality and Novel Phases
    • 発表場所
      Dresden
    • 年月日
      2009-08-03
  • [学会発表] Magnetization Process of the S=1/2 Distorted Diamond Spin Chain with the Dzyaloshinsky-Moriya interaction2009

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism(ICM)
    • 発表場所
      Karlsruhe
    • 年月日
      2009-07-30
  • [学会発表] Field Induced Exotic Phenomena of the S=1/2 Three-Leg Quantum Spin Nanotube2009

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      International Symposium on Research in High Magnetic Field
    • 発表場所
      Dresden
    • 年月日
      2009-07-23
  • [学会発表] Quantum Phase Transitions of the Three-Leg Spin Tube2009

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      oint European Japanese Conference : Frustration in Condensed Matter
    • 発表場所
      Lyon
    • 年月日
      2009-05-13
  • [備考]

    • URL

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

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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