強相関電子系のリング交換が引起す新奇な量子凝縮相の理論的・数値的探索

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正方格子反強磁性体やスピンラダー系における4体交換相互作用としてのリング交換に着目し、これがもたらす新奇な量子現象を、数値的厳密対角化と有限サイズスケーリングにより解析した。その結果、スピンラダー系ではリング交換により、磁化プラトーが生じるだけでなく、磁場誘起非整合秩序が生じ、スーパーソリッド相が実現する可能性があることが示された。また、強磁性の桁相互作用を持つスピンラダー系IPA-CuCl_3で観測されている2段階のスピンフロップ転移を理論的に説明するために、リング交換によりもたらされるスピンネマティック相が実現する可能性を確認し、リング交換の相互作用定数と磁場による相図を得た。