3本鎖スピンチューブの磁化過程

Magnetization process of 3-leg spin tubes

坂井 徹; 大塚 雄一*; 佐藤 正寛*; 奥西 巧一*; 岡本 清美*

Sakai, Toru; Otsuka, Yuichi*; Sato, Masahiro*; Okunishi, Koichi*; Okamoto, Kiyomi*

3本鎖スピンチューブと呼ばれるナノ磁性体の磁化過程における性質を、大規模数値シミュレーションと場の理論的手法を用いて解析した。その結果、飽和磁化の3分の1において磁化プラトーが生じる量子相転移が起きること、及び磁化過程の途中でカイラル秩序が生じる量子相転移が起きることを理論的に予測された。これらの新しい量子相転移が現実の物質で起き得るかどうかについて、さらに定量的な解析により明らかにし、具体的な物質のパラメータを用いた大規模数値シミュレーションにより、相転移点を予測するとともに、検証実験を提案する。

The magnetization process of the 3-leg spin tube is investigated by some numerical simulations and field-theoretical approaches. As a result, we successfully predict the quantum phase transitions at which the 1/3 magnetization plateau appears, and at which the chiral order occurs. More quantitative analyses on these quantum phase transitions give the critical points and lead to a proposal of some new experiments to discover them.