非クラマース状態を持つｄ電子系における相関効果と電荷ダイナミクス

非克莱默态 d 电子系统中的相关效应和电荷动力学

• 批准号: 13J07363
• 负责人: 那須 譲治
• 金额: $ 1.68万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J07363/
• 关键词: スピン軌道相互作用; イリジウム酸化物; 強相関電子系; 軌道自由度; 量子スピン液体

近年, 5d電子系をはじめとしたスピン軌道相互作用の強いモット絶縁体の研究が精力的に行われている。ここでは, スピン軌道相互作用と電子間相互作用の競合, 協力によって生じる新しい量子状態の探索とその物性の理解が主な課題とされている。本研究課題では特にスピン軌道相互作用の強い5d電子系の磁気状態に注目して研究を行ってきた。5d電子系においては, スピン軌道相互作用により軌道自由度とスピン自由度が強く結合する。これにより磁気的相互作用は, 5d軌道の空間的な異方性を反映して, 結合方向に依存した異方的なものとなる。特に, 5d軌道に電子が5つ占有する場合には, Kitaev相互作用と呼ばれる結合方向に依存した特殊な相互作用が現れる可能性が指摘されている。このKitaev模型は, 近年, 固体物理や量子情報などを含む幅広い分野で注目を集めている。本研究では, このKitaev相互作用によって生じる新規な磁気状態の探索とその起源を明らかにすることを目的に以下の2つの課題に取り組んだ。(1)Kitaev模型における特異な有限温度相転移 : 本研究ではKitaev模型を3次元に拡張した模型の相転移の性質を調べた。その結果, 高温の常磁性相から低温の量子スピン液体相への有限温度相転移が生じることが明らかになった。また, 帯磁率は転移点近傍では異常を示さず連続的に振る舞う一方, 帯磁率の温度微分が転移点で発散的に増大することが明らかになった。この相転移は2次転移であるが, 対称性の破れを示さない。(2)スピネル型イリジウム化合物CuIr_2S_4における特異な磁気状態 : CuIr_2S_4で実現する八量体内の磁気状態を明らかにするために, スピン軌道相互作用を取り入れたIrイオン間の有効相互作用を摂動展開により導出し, その磁性を詳しく調べた。有効模型はKitaev模型に追加項が加わった形となる。この模型を解析することで, スピン軌道相互作用の導入に伴い, 弱い常磁性的な振る舞いが現れることが分かった。この結果は, 近年CuIr_2S_4において観測されている低温での弱い常磁性的な振る舞いとコンシステントである。

In recent years, there has been a significant increase in the level of research effort in the field of 5d electronics. The interaction between computers is very complex, and the interaction between computers is very complex, and we should coordinate our efforts to learn more about the new quantum state exploration and understanding of physical properties. The purpose of this study is to focus on the study of the interaction between the magnetic and magnetic states of the 5d electron system. In 5d, there is a strong combination of the degree of freedom, the degree of freedom and the degree of freedom. The interaction of the magnets is affected by the interaction of the magnets, and the square property of the channel space in 5 days reflects the interaction, combined with the direction that depends on the interaction of the two parties. In particular, the 5-day electronic device occupies the coupling device, and the Kitaev interaction is dependent on the combination direction of the interaction. The possibility of the special interaction is critical. The Kitaev model, in recent years, has been widely used in solid-state physics. The purpose of this study is to explore the origin of new laws and regulations in the field of Kitaev interaction. the purpose of this study is to learn about the following two problems. The main results are as follows: (1) the finite temperature phase shift of the Kitaev model: in this study, the third dimension of the Kitaev model is the phase shift of the model. The results show that the normal magnetic phase at high temperature, the quantum phase at low temperature, the liquid phase at finite temperature, the temperature dependence of the temperature, the temperature of the liquid phase and the temperature of the liquid phase. The temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the shift point, the dispersion of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the temperature differential of the magnetic flux, the The phase is moved twice, and the symmetry is broken. (2) the magnetic properties of the compound CuIr_2S_4 complex are sensitive to the magnetic properties of the compound: the CuIr_2S_4 shows that the magnetic properties of the compound are sensitive to the temperature in the body, and there is an interaction between the two parts of the Ir. There is a "model" Kitaev model append item "plus"shape". The model is used to analyze the interaction between the two channels into the companion, and the weak and constant magnetic vibration dance is divided into two parts. The results show that in recent years, CuIr_2S_4 has experienced high temperature, low temperature, low temperature,

项目成果

Vibronic excitation dynamics in orbitally degenerate correlated electron system

轨道简并相关电子系统中的振动激发动力学

• DOI: 10.1103/physrevb.88.205110
• 发表时间: 2013
• 期刊: Phys. Rev. B
• 作者: T. Tsuiki;D. Takahashi;S. Murakawa;K. Kono;and K. Shirahama;氷見山幸夫;Haruka Yanagisawa;J. Nasu and S. Ishihara
• 通讯作者: J. Nasu and S. Ishihara

Finite temperature phase transition to a quantum spin liquid in a 3D Kitaev model

3D Kitaev 模型中量子自旋液体的有限温度相变

• 发表时间: 2014
• 作者: J. Nasu;T. Kaji;K. Matsuura;M. Udagawa;and Y. Motome;J. Nasu and S. Ishihara;J. Nasu and S. Ishihara;Joji Nasu;Joji Nasu
• 通讯作者: Joji Nasu

Finite-temperature phase transition to a quantum spin liquid in a three-dimensional Kitaev model on a hyperhoneycomb lattice

• DOI: 10.1103/physrevb.89.115125
• 发表时间: 2013-09
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: J. Nasu;T. Kaji;K. Matsuura;M. Udagawa;Y. Motome

3次元Kitaev模型の有限温度相転移とその磁気状態

3D Kitaev模型的有限温度相变及其磁态

• 发表时间: 2013
• 作者: J. Nasu;T. Kaji;K. Matsuura;M. Udagawa;and Y. Motome;J. Nasu and S. Ishihara;J. Nasu and S. Ishihara;Joji Nasu;Joji Nasu;那須 譲治;那須 譲治
• 通讯作者: 那須 譲治

Dynamical Jahn-Teller Effect in a Spin-Orbital Coupled System

自旋轨道耦合系统中的动态 Jahn-Teller 效应

• 发表时间: 2014
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: J. Nasu;T. Kaji;K. Matsuura;M. Udagawa;and Y. Motome
• 通讯作者: and Y. Motome