| 研究課題/領域番号 |
26400324
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
西野 正理 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 理論計算科学ユニット, 主幹研究員 (80391217)
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| 研究分担者 |
宮下 精二 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10143372)
末元 徹 東京大学, 物性研究所, 教授 (50134052)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 電子格子相互作用 / 相転移 / 臨界現象 / フラストレーション / 光誘起相転移 / 長距離相互作用 / 弾性相互作用 / 準安定状態 / 緩和過程 |
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| 研究実績の概要 |
光などの外部刺激で状態変化するスピンクロスオーバー(SC)系において、フラストレーションと弾性相互作用の相乗あるいは競合の効果が起こる場合についての相転移、臨界現象の理論解析をさらに進めた。その結果、この2次元SC系が示すBerezinskii-Kosterlitz-Thouless(BKT)中間温度相における端点（高温側と低温側の相転移点）の性質に関して、新しいユニバーサリティーを持った２次転移（低温側）とBKT転移（高温側）が起こり得る事を明らかにし、BKT中間相端点の相転移の性質に新しいシナリオがあることを見出した。更に、2段階相転移を示SC系の相転移機構と光誘起相の性質に関して、レンヌ大の実験グループと共同研究を行い、実験的検証と理論解析を行った。中間温度相においては、HS-HS-LS-LSのオーダーを持つストライプ構造が現われる事、光誘起high spin (HS) 相からの緩和は2段階で起き、局所的なHS-HS-LS-LSオーダーが見られること、ANNNI-like modelを用いて実験的特徴をよく説明出来ることなどを明らかにした。また、フロリダ州立大との共同研究において、反強磁性様相互作用と長距離相互作用を有すSC系のモデルの解析を行い、中間的な強さの長距離相互作用の場合に、短距離力あるいは長距離力単独では出現しない非自明な相と臨界点(critical endpointおよびmean-field critical point)が現われる事を明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
BKT中間相は２次元融解現象などで見いだされているが、SC系におけるBKT中間温度相の性質の解明、特にその相の端点における新しい相転移現象の発見は、SC系の相転移機構の理解を深めるばかりでなく、相転移・臨界現象の基礎研究においても重要な進展である。
実験研究者との共同研究ではHS-HS-LS-LSなど新しいパターンをもつSC系の相も見つかっており、SC系の光誘起現象や相転移研究に新たな進展がある。弾性相互作用の実効的長距離性の発現の機構は、格子の対称性や共存する短距離相互作用の種類に大きく依存して変わることが、我々の研究で明らかになってきた。光誘起現象の更なる理解に向けて我々が開発したスピン状態変化と格子緩和のタイムスケールの差を考慮した「ハイブリッド法」の拡張を引き続き進めている。上記の研究、開発は、実験研究者と協力して行っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
格子歪みに由来する弾性相互作用と共存する相互作用の相乗、競合の効果が秩序形成に及ぼす機構についてさらに調べる予定である。相図を明らかにしSC転移のパターンの分類を行う。我々が開発してきたハイブリッド法を更に拡張し、光励起後のスピン状態の秩序変数および格子変形の時間依存性の相違を調べる。elastic stepなどの機構について考察する。3次元系の理論解析を進める。光照射による核生成やドメイン形成のダイナミクスの広い時間スケールでの特徴を明らかにして、それを光学応答など、実験的に検証する方法の考案を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
出張予定の変更などにより未使用額が発生したが、次年度使用予定である。
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| 次年度使用額の使用計画 |
主として計算機の増設（メモリ、ハードディスクを含む）および消耗品購入のために次年度分と合わせて使用予定である
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