| 研究課題/領域番号 |
26800200
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| 研究機関 | 青山学院大学 |
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研究代表者 |
山本 大輔 青山学院大学, 理工学部, 助教 (80603505)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 物性理論 / 磁性 / フラストレーション / 光格子 / 冷却原子 |
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| 研究実績の概要 |
近年の磁性実験の進展は、理想的な擬2次元量子磁性体の作成および磁気飽和まで達する強磁場物性測定を可能にした。磁気飽和における基底状態は各スピンの最大スピン状態の単純な直積で書け、そのため飽和磁場近傍での量子揺らぎはゼロ磁場に比べて小さい。しかしながらフラストレート磁性体では準縮退した多数の磁化過程が飽和磁場近傍に存在するため、例え小さな量子揺らぎの効果でも相対的に重要になり、基底状態の決定に顕著な役割を果たす。
我々はXXZ異方性を持つ三角格子量子反強磁性体の飽和磁場近傍での磁気状態を、数値厳密対角化およびクラスター平均場+スケーリング理論（CMF+S）を用いて詳細に議論した。上述の量子揺らぎ効果によって、この系の強磁場領域では古典模型には存在しない「π-coplanar状態」が現れることが、以前の我々の研究によってS=1/2の場合に対して示唆されている。本研究では大規模な数値厳密対角化計算を行い、この飽和磁場近傍の量子状態を熱力学極限における自発的対称性の観点から深く吟味した。また、S=1とS=3/2の場合に関してもCMF+Sを用いてπ-coplanar状態の相境界を決定し、その相境界がSが大きくなるにつれて1/S展開による近似解に自然に繋がっていくことを示した。これらの研究成果によりπ-coplanar状態の現れる領域はSの値に依らず有限に存在し、また、Sが小さいほど広いことが分かった。
並行して、昨年度から行ってきた光格子中の人工スピン-軌道相互作用を持つBose原子気体に関する研究をまとめ、論文執筆を行った。この系の相転移現象は上述したフラストレート磁性体と共通の有効模型で一般的に記述される。これらの一見まったく異なるようにみえる系の根底にある数学的共通性を明らかにすることで、これらの系に特有の相転移現象に関する相補的な理解が得られた。
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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
昨年度設定した研究計画通り、これまでの研究成果をまとめ、論文執筆を行った。現在査読中である。また、実験家との連携など、来年度の研究目的である「フラストレート冷却原子気体系」の研究を行う下準備も整った。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度である来年度は、当初の研究目的の通り「フラストレート冷却原子気体系」の研究を行う。また、本研究の総括として、フラストレート磁性体とフラストレート冷却原子気体に共通する物性理解をまとめ、研究成果の発信を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
支出の多い遠方での国際会議開催が少なく、また、昨年度からの持ち越し額が多かったため
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| 次年度使用額の使用計画 |
スウェーデンでの国際会議をはじめ、多額の支出が予想される旅費に使用する。
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