Novel field-induced quantum phase transition of the kagome-lattice antiferromagnet

カゴメ格子反強磁性体の新奇な磁場誘起量子相転移

坂井 徹; 中野 博生*

Sakai, Toru; Nakano, Hiroki*

数値的厳密対角化を42スピンまでのクラスター適用して、カゴメ格子反強磁性体を研究した結果を報告する。この系の磁化過程を研究した結果、飽和磁化の3分の1の点に、磁化ランプと呼ばれる新しい磁場誘起量子相転移を理論的に発見した。また有限サイズスケーリングによる臨界指数の解析により、この磁化ランプは従来から知られている三角格子反強磁性体の磁化プラトーとは全く異なる現象であることが判明した。

The kagome-lattice antiferromagnet is investigated using the numerical exact diagonalization up to 42-spin clusters. From our investigation of the magnetization process, we found a novel field-induced quantum phase transition, called the "magnetization ramp", at 1/3 of the saturation magnetization. The finite-size scaling analysis of the critical exponents indicated a significant difference of the magnetization ramp from the magnetization plateau observed in the triangular-lattice antiferromagnet.