量子スピン液体から生まれる新奇な磁気秩序の理論的研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21540379
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 飛田 和男 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20133704)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 量子スピン系 / 量子スピン液体 / トポロジカル相 / ダイヤモンド鎖 / スピン梯子・チューブ / フラストレーション / フェリ磁性 / スピングラス

研究概要

低次元磁性体においては、スピンの大きさやスピン間相互作用の空間変化、フラストレーション、ランダムネス、量子効果などが競合することによって、種々のトポロジカルに異なる量子スピン液体相、そこから生まれる新規な秩序を伴う相、さらにその間の量子相転移が実現する。これらを、数値対角化、密度行列繰り込み群、モンテカルロ法などの数値的手法と厳密解、低エネルギー有効理論、修正スピン波近似等の解析的手法を駆使して明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Ground-State Phase Diagram of S=2 Heisenberg Chains with Alternating Single-Site Anisotropy (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Hida
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 83 ページ: 034707
  • DOI: 10.7566/JPSJ.83.034707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topological Phases of the Spin-1/2 Ferromagnetic-Antiferromagnetic Alternating Heisenberg Chain with Frustrated Next-Nearest-Neighbour Interaction (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hida, K. Takano and H. Suzuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 82 ページ: 064703
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.064703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Statistical Transfer Matrix Study of the ±J Multileg Ising Ladders and Tubes (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hida
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 81 ページ: 074701
  • DOI: 10.1143/JPSJ.81.074701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modified Spin Wave Analysis of Low Temperature Properties of the Spin-1/2 Frustrated Ferromagnetic Ladder (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hida and T. Iino
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 81 ページ: 034708
  • DOI: 10.1143/JPSJ.81.034708
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Single-site Anisotropy on Mixed Diamond Chains with Spins 1 and 1/2 (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hida and K. Takano
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 104710
  • DOI: 10.1143/JPSJ.80.104710
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetic Spin Ladder System : Stack of Chlorido-Bridged Dinuclear Copper(II) Complexes with 2-Methylisothiazol-3(2H)-one (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Kato, K. Hida, T. Fujihara, and A. Nagasawa
  • 雑誌名: Eur. J. Inorg. Chem 巻: 2011 ページ: 495–502
  • DOI: 10.1002/ejic.201000096
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical Behavior of the Square Lattice Blume-Capel model with an Alternating Anisotropy and Next Nearest Neighbour Interaction (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Matsumoto, N. Ito and K. Hida
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 3 ページ: 1453
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2010.01.206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Haldane Phases and Ferrimagnetic Phases with Spontaneous Translational Symmetry Breakdown in Distorted Mixed Diamond Chains with Spins 1 and 1/2 (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Hida, K. Takano and H. Suzuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 79 ページ: 114703
  • DOI: 10.1143/JPSJ.79.114703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Phase Transitions in Alternating-Bond Mixed Diamond Chains with Spins 1 and 1/2 (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Hida, K. Takano and H. Suzuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 79 ページ: 044702
  • DOI: 10.1143/JPSJ.79.044702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Finite Temperature Properties of the Mixed Diamond Chain with Spins 1 and 1/2 (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Hida, K. Takano and H. Suzuki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 78 ページ: 084716
  • DOI: 10.1143/JPSJ.78.084716
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exact spin-cluster ground states in a mixed diamond chain (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Takano, H. Suzuki and K. Hida
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 80 ページ: 104410
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.80.104410
  • 査読あり
• [学会発表] 異方性のある混合スピンダイヤモンド鎖の基底状態 (2014)
  • 著者名/発表者名: 飛田和男,高野健一
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] 桁交替強磁性梯子ハイゼンベルグモデルの基底状態相転移II (2013)
  • 著者名/発表者名: 飛田和男
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] Topological Phases of the Spin-1/2 Ferromagnetic–Antiferromagnetic Alternating Heisenberg Chain with Frustrated Next-Nearest-Neighbour Interaction (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hida, K. Takano, and H. Suzuki
  • 学会等名: EQPCM 2013 Symposium
  • 発表場所: ISSP, Kashiwa
  • 年月日: 2013-06-14
• [学会発表] 異方性が交替する高スピン1次元ハイゼンベルグモデルの基底状態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 飛田和男
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] フラストレートしたスピン1/2強磁性・反強磁性交替鎖の基底状態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 飛田和男
  • 学会等名: 基研研究会「量子スピン系の物理」
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 2012-11-12
• [学会発表] フラストレートしたスピン1/2強磁性・反強磁性交替鎖の基底状態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 飛田和男
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] 非対称フラストレート強磁性梯子ハイゼンベルグ模型の基底状態と低温磁性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 飛田和男、飯野貴士
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] 桁交替強磁性梯子ハイゼンベルグモデルの基底状態相転移 (2011)
  • 著者名/発表者名: 飛田和男
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学(震災により中止のため、学会WEB上で資料公開)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 異方的混合スピンダイヤモンド鎖の基底状態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 飛田和男、高野健一
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 歪んだ混合スピンダイヤモンド鎖における基底状態相転移II (2010)
  • 著者名/発表者名: 飛田和男、高野健一、鈴木秀則
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] 歪んだ混合スピンダイヤモンド鎖の基底状態 (2009)
  • 著者名/発表者名: 飛田和男、高野健一、鈴木秀則
  • 学会等名: 特定領域「フラストレーションが創る新しい物性」, ,平成21年度領域成果報告会
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 2009-01-07