Key role of orbital anisotropy in geometrically frustrated electron system

幾何学的フラストレーションのある系における軌道異方性の役割

大西 弘明  ; 堀田 貴嗣

Onishi, Hiroaki; Hotta, Takashi

軌道縮退ハバード模型の基底状態及びスピン励起状態について数値的解析を行い、ジグザグ鎖と梯子格子の場合の比較から、幾何学的フラストレーション系における軌道自由度の効果について議論する。梯子格子では、二本脚間のスピン相関が残り、スピンギャップが存在するのに対して、ジグザグ鎖では、軌道秩序によってスピン相互作用のフラストレーションが抑制され、二本の一次元反強磁性鎖が弱く結合した系と見なせるため、スピンギャップはほぼゼロとなることがわかった。

By using the density matrix renormalization group method, we investigate ground- and excited-state properties of the -orbital degenerate Hubbard model at quarter filling for two kinds of lattices, zigzag chain and ladder. In the zigzag chain, the system is effectively regarded as a decoupled double chain of the =1/2 antiferromagnetic Heisenberg model, and the spin gap is approximately zero, similar to the case of weakly coupled Heisenberg chains. On the other hand, in the ladder, the spin correlation on the rung remains robust and the spin gap exists.