Theoretical and Numerical Study on the Quantum Spin Liquid and Exotic Excitation of the Kagome-Lattice Antiferromagnet

Kagome晶格反铁磁体的量子自旋液体和奇异激发的理论与数值研究

• 批准号: 20K03866
• 负责人: 坂井 徹
• 金额: $ 1.25万
• 依托单位: University of Hyogo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03866/
• 关键词: 量子スピン液体; 磁化過程; 異方性; スピン・ネマティック液体; フラストレーション; スピン励起; 電子スピン共鳴; 選択則; スピンギャップ; 量子スピン系

典型的な量子スピン液体の1つである朝永・ラッティンジャー液体を示す低次元量子スピン系について、最近注目されているスピン・ネマティック液体を中心に理論的・数値的研究を進めた。主な実績は以下の通りである。【スピンラダー系】桁方向の相互作用が異方的強磁性相互作用であるスピンラダー系の磁化過程において、2マグノンの束縛状態を準粒子とする朝永・ラッティンジャー液体相が出現することを理論予測した。さらにこの相の強磁場相において、スピン・ネマティック液体相が実現することを理論的に示した。【ボンド交代鎖】強磁性相互作用と反強磁性相互作用が交互に並ぶボンド交代鎖の強磁性相互作用に容易軸異方性を導入した理論模型を考え、この系の磁化過程を有限系の数値対角化と有限サイズスケーリングを適用して研究した。その結果、やはり2マグノンの朝永・ラッティンジャー液体相が出現するとともに、その高磁場側に、スピン・ネマティック液体相が実現することを理論予測することができた。【その他の系】デルタ・スピン鎖と呼ばれる系や歪んだダイヤモンド・スピン鎖においても、同様の磁場誘起スピン・ネマティック液体相が実現することを理路的に予測した。

A typical quantum fluid is a fluid with a low dimensional quantum system. Recent developments in quantum fluid theory The Lord's Prayer is not to be missed. The interaction of the stringer direction is different from that of the ferromagnetic interaction. The magnetization process of the stringer system is theoretically predicted in the bound state of the quasi-particle. This is a theoretical demonstration of the high magnetic field phase. Ferromagnetic interaction and antiferromagnetic interaction are easy to introduce into the theoretical model. The magnetization process of the system is studied by finite system and finite system. The results show that the liquid phase is present on the high magnetic field side and is predicted theoretically. [All other systems] The system is based on the prediction of the magnetic field induced by the same magnetic field.

项目成果

The Haldane Gap of the S=1 Heisenberg Antiferromagnetic Chain

S=1 海森堡反铁磁链的霍尔丹能隙

• DOI: 10.7566/jpsj.91.074701
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Nakano Hiroki;Tadano Hiroto;Todoroki Norikazu;Sakai Toru
• 通讯作者: Sakai Toru

Magnetization plateau of the distorted diamond spin chain with anisotropic ferromagnetic interaction

具有各向异性铁磁相互作用的扭曲金刚石自旋链的磁化平台

• DOI: 10.1063/9.0000255
• 发表时间: 2022
• 期刊: AIP Advances
• 影响因子: 1.6
• 作者: Sakai Toru;Okamoto Kiyomi;Nakano Hiroki;Furuchi Rito
• 通讯作者: Furuchi Rito

リング交換相互作用のある三本鎖スピンチューブのスピンネマティック液体

在具有环交换相互作用的三链旋转管中旋转向列液体

• 发表时间: 2020
• 作者: Furuchi Rito;Nakano Hiroki;Todoroki Norikazu;Sakai Toru;Toru Sakai;Toru Sakai;Toru Sakai;Toru Sakai;Toru Sakai;Toru Sakai;Toru Sakai;Toru Sakai;Toru Sakai;Toru Sakai;Toru Sakai;坂井徹;Toru Sakai;坂井徹
• 通讯作者: 坂井徹

S=2 Quantum Spin Chain with the Biquadratic Exchange Interaction

具有双二次交换相互作用的S=2量子自旋链

• DOI: 10.7566/jpsj.91.074702
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Sakai Toru;Yamada Takaharu;Nakanishi Ryosuke;Furuchi Rito;Nakano Hiroki;Kaneyasu Hirono;Okamoto Kiyomi;Tonegawa Takashi
• 通讯作者: Tonegawa Takashi

Field-Induced Quantum Spin Nematic Liquid Phase in the S=1 Antiferromagnetic Heisenberg Chain with Additional Interactions

S=1 反铁磁海森堡链中场致量子自旋向列液相与附加相互作用

• DOI: 10.1088/1742-6596/2164/1/012030
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series
• 作者: Sakai Toru;Nakano Hiroki;Furuchi Rito;Okamoto Kiyomi
• 通讯作者: Okamoto Kiyomi