Exotic quantum phase transitions in the S=1/2 three-leg spin tube

S=1/2三本鎖スピンチューブのエキゾティックな量子相転移

坂井 徹; 佐藤 正寛*; 奥西 巧一*; 岡本 清美*; 糸井 千岳*

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

最近チューブ状の格子形を持つ量子スピン系、スピンナノチューブが幾つか合成された。これらは、カーボンナノチューブ同様、興味ある低次元系として期待されている。このスピンナノチューブの理論的研究の第1歩として、最も単純なスピン1/2三本鎖スピンチューブについて、密度行列繰り込み群法(DMRG)と数値的厳密対角化(ED)で解析した結果を報告する。特に、ユニットセルの三角形が正三角形から二等辺三角形に変わる格子ひずみに着目した。この二等辺三角スピンチューブでは、さまざまなエキゾティックな量子相転移が起きることがわかった。

Recently some quantum spin systems on tube lattices, so called spin nanotubes, have been synthesized. They are expected to be interesting low-dimensional systems like the carbon nanotubes. As the first step of theoretical study on the spin nanotube, we investigate the S=1/2 three-leg spin tube, which is the simplest one, using the density matrix renormalization group (DMRG) and the numerical exact diagonalization (ED), combined with a finite-size scaling analysis. Particularly, we introduce the lattice distortion from the regular triangle unit to the isosceles one. We revealed that the S=1/2 isosceles triangle spin tube exhibits various exotic quantum phase transitions.