Magnetization plateau of the quantum spin nanotube

量子スピンナノチューブの磁化プラトー

岡本 清美*; 佐藤 正寛*; 奥西 巧一*; 坂井 徹; 糸井 千岳*

Okamoto, Kiyomi*; Sato, Masahiro*; Okunishi, Koichi*; Sakai, Toru; Itoi, Chigaku*

3本の量子スピン鎖が結合したスピンナノチューブの磁化過程について、有限系の数値的厳密対角化と密度行列繰り込み群法によって理論的に解析した。その結果、鎖間の結合が十分に大きい場合には、飽和磁化の3分の1のところに磁化プラトーが現れることがわかった。また、鎖間の結合が非対称になる格子ひずみがある場合には、磁化プラトー形成のメカニズムが2種類あることも判明し、メカニズムの違いによる磁化プラトーの相図を得ることに成功した。

The magnetization process of the 3-leg quantum spin nanotube is investigated by the numerical diagonalization of finite-size clusters and the density matrix renormalization group method. It is found that the magnetization plateau appears at 1/3 of the saturation magnetization for sufficiently large interchain coupling. In addition we find that in the presence of asymmetric lattice distortion, there are two different mechanisms of the magnetization plateau formation. We also successfully present a phase diagram of the magnetization plateau.