2020 Fiscal Year Annual Research Report
Magnon excitations vs. spinon excitations in spontaneously symmetry broken antiferromagnets in two dimensions
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18H01183
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
柚木 清司 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (70532141)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白川 知功 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 上級研究員 (40571237)
曽田 繁利 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 技師 (60466414)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 三角格子ハイゼンベルグ模型 / 励起ダイナミックス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最近接相互作用のみを持つ正方格子および三角格子スピンS=1/2反強磁性ハイゼンベルグ模型の励起ダイナミクス、特に低エネルギー励起ダイナミックスは、スピン波理論を基とするS=1マグノン励起で記述できると考えられている。本研究では、この根本的な物理的描像にチャレンジするために、昨年度から三角格子スピンS=1/2反強磁性ハイゼンベルグ模型の励起スペクトルを、我々が独自に開発した密度行列繰り込み群（DMRG）法や数値的厳密対角化法を用いて調べている。特に、三角格子スピンS=1/2反強磁性ハイゼンベルグ模型が良い模型と考えられている擬二次元物質Ba3CoSb2O9に対する中性子散乱実験で観測された励起スペクトルの起源の解明を目指している。そこでは、低エネルギー領域はコヒーレントなマグノン励起で理解できるが、高エネルギー領域におけるインコヒーレント励起の性質およびその起源が大きな問題となっている。この問題を解明するために、本年度は、SU(2)対称性が破れたXXZ模型に対する励起ダイナミックス（スピン励起スペクトルの縦成分と横成分）の解析を中心に行った。その結果、高エネルギー領域に現れるインコヒーレントな励起は、縦成分と横成分でそれほど違いが現れず模型のSU(2)対称性の破れに鈍感であることがわかった。この結果は、高エネルギー領域のインコヒーレントな励起がスピノン様であることを示唆している。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Gapless spin liquid in a square-kagome lattice antiferromagnet2020
Author(s)
M. Fujihala, K. Morita, R. Mole, S. Mitsuda, T. Tohyama, S. Yano, D. Yu, S. Sota, T. Kuwai, A. Koda, H. Okabe, H. Lee, S. Itoh, T. Hawai, T. Masuda, H. Sagayama, A. Matsuo, K. Kindo, S. Ohira-Kawamura, K. Nakajima
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Journal Title
Nature communications
Volume: 11
Pages: 3429
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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