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2010 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 中野 博生  兵庫県立大学, 大学院・物質理学研究科, 助教 (00343418)
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, 准教授 (30332646)
利根川 孝  神戸大学, 理学研究科, 名誉教授 (80028167)
キーワード量子スピン系 / ナノチューブ / スピンギャップ / カイラリティ / スピン液体
研究概要

今年度は主にスピンナノチューブの磁場中における物性について、密度行列繰り込み群・場の理論・摂動論を適用して理論的に研究した。とくに飽和磁化の3分の1の磁化における性質を中心に調べた。
3本鎖スピンチューブに、ユニットの正三角形を二等辺三角形にする格子ひずみを導入して一般化したモデルでは、三角形部分の交換相互作用が十分強い場合には、3分の1磁化プラトーが現れるが、本研究ではこのプラトーが現れるパラメータ領域で以下のような新しい性質が判明した。
(1)二等辺三角形へのひずみの大きさを変化させるとき、正三角形の周辺では、他のパラメータに比べてプラトー幅が増える領域がある。
(2)このプラトー幅が増える領域では、鎖方向の並進対称性が自発的に破れ、カイラル秩序相が実現している。
(3)この領域の相境界は二次元イジングモデルと等価なユニバーサリティクラスに属する。
さらにこのカイラル秩序相は、3分の1以外の磁化領域のスピン液体相にも広がっていることも判り、このカイラル秩序相の他の磁化における相図の完成を目指している。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Magnetization Plateau of the Quantum Spin Nanotube2011

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

      Physica E

      巻: 43 ページ: 769-772

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Collapse of Ferrimagnetism in Two-Dimensional Heisenberg Antiferromagnet due to Frustration2011

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

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 80 ページ: "033709-1"-"033709-4"

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical magnetization behavior of the triangular- and kagome-lattice quantum antiferromagnets2011

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

      Physical Review B

      巻: 83 ページ: "100405(R)-1"-"100405(R)-4"

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Haldane, Large-D and Intermediate-D States in an S=2 Quantum Spin Chain with On-Site and XXZ Anisotropies2011

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

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 80 ページ: "043001-1"-"043001-4"

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Phase Transition Probed by Sound Velocity in Quasi-One-Dimensional Ising-Like Antiferromagnet BaCo2V2O82011

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

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 80 ページ: "033701-1"-"033701-4"

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topological disentangler for the valence-bond-solid chain2011

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

      Physical Review B

      巻: 83 ページ: "104411-1"-"104411-4"

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Uniform Matrix Product State in the Thermodynamic Limit2011

    • 著者名/発表者名
      H.Ueda
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 80 ページ: "023001-1"-"023001-4"

    • 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, T. Tonegawa and K. Okamoto
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi B

      巻: 247 ページ: 583-585

    • 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 Physical Society of Japan

      巻: 79 ページ: "053707-1"-"053707-4"

    • 査読あり
  • [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

      巻: 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

      巻: 200 ページ: "022052-1"-"022052-4"

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Spin Nanotubes---frustration, competing orders and criticalities2010

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

      Journal of Physics : Condensed Matter

      巻: 22 ページ: "403201-1"-"403201-13"

    • 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

      巻: 200 ページ: "022065-1"-"022065-4"

    • 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 Solidi B

      巻: 247 ページ: 688-690

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scaling Relation for Excitation Energy under Hyperbolic Deformation2010

    • 著者名/発表者名
      H.Ueda
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics

      巻: 124 ページ: 389-398

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scale free property and edge state of Wilson's numerical renormalization group2010

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

      Physical Review B

      巻: 82 ページ: "144409-1"-"144409-4"

    • 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

      巻: 200 ページ: 022043

    • 査読あり
  • [学会発表] スピンナノチューブの量子現象2010

    • 著者名/発表者名
      坂井徹
    • 学会等名
      東北大学理学部GCOE研究会「金属錯体の固体物性科学最前線-錯体化学と固体物性物理と生物物性の連携新領域創成をめざして-」
    • 発表場所
      東北大学理学研究科(宮城県)(招待講演)
    • 年月日
      2010-12-05
  • [学会発表] Topological Aspects of the Quantum Spin Nanotube2010

    • 著者名/発表者名
      T.Sakai
    • 学会等名
      International and Interdisciplinary Workshop on Novel Phenomena in Integrated Complex Sciences
    • 発表場所
      京都コープイン(京都府)(招待講演)
    • 年月日
      2010-10-14
  • [学会発表] Magnetization Ramp of Kagome Lattice Antiferromagnet2010

    • 著者名/発表者名
      T.Sakai
    • 学会等名
      International Workshop on Statistical Physics of Quantum Systems
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所(東京都)(招待講演)
    • 年月日
      2010-08-02
  • [学会発表] Magnetization Process of Kagome Lattice Antifferomagnet2010

    • 著者名/発表者名
      T.Sakai
    • 学会等名
      magnetism and superconductivity meeting
    • 発表場所
      Institut Laue Langevinグルノーブル(フランス)(招待講演)
    • 年月日
      2010-05-27
  • [備考]

    • URL

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

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公開日: 2013-06-26  

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