|
近年、理論、実験ともに盛り上がりを見せた「磁化プラトー」の現象は、理論的にはある種のボゾン的な磁気励起の「超流動・絶縁体転移」や磁気励起の「電荷秩序状態」という概念で捉えることができる。これまで理論的、実験的に知られてきた磁化プラトー相(「絶縁相」)は、元の結晶の周期性に起因するもの(バンド絶縁体の類似物)か、直交ダイマー系SCBOのように結晶の幾何学などに起因する自明でない有効相互作用のために磁気的なボゾンが結晶状態を形成するもののいずれかであった。今回、強磁場中の反強磁性体を有効理論にマップすることにより、スピン量子数と磁化の値の組み合わせによって、非自明なトポロジカル干渉効果が起こることを示した。また、特定の磁化の値では、いかなる回転群、空間群の対称性も破らない「トポロジカル秩序」のあるプラトー状態が可能であることを指摘した。別の話題として、最近「マルチフェロイックス」などとの関連で再び脚光を浴びている量子ヘリ磁性体における三次元効果を漸近的に厳密な手法で解析した。一次元の量子ヘリ磁性体は、密度行列繰り込み群、ボゾン化法などの手法で理論的にはかなり詳細に信頼できる情報が得られているが、実際の物質では三次元効果が無視できないため、三次元性を考慮した信頼できる理論解析が必要である。今回、希薄ボーズ気体の手法を用いて、三次元量子(スピン1/2)ヘリ磁性体の飽和磁場直下の磁気構造を(希薄極限で漸近的に)厳密に決定した。その結果、永宮等の理論から古典的にも知られていたコーン構造(スピンが磁場に対して「傘状」になった状態)に加えて、強誘電性を示さない「fan構造」も現れることがわかった。また、引力が優勢になる領域では、マグノンの束縛状態が安定であり、束縛状態の凝縮によるいわゆる「スピンネマティック状態」が出現する可能性があることもわかった。
|
