Anomalous quantum magnetization behaviors of the kagome and triangular lattice antiferromagnets

カゴメ格子反強磁性体及び三角格子反強磁性体における磁化の異常量子現象

中野 博生*; 坂井 徹

Nakano, Hiroki*; Sakai, Toru

S=1/2カゴメ格子反強磁性体と三角格子反強磁性体の磁化過程を研究した。その結果、カゴメ格子反強磁性体では、磁化3分の1のところに、従来の磁化プラトーとは異なる磁化ランプと呼ばれる新しい現象が起きることがわかった。このランプとプラトーの違いを明らかにするため、パラメータ空間に通常の三角格子とカゴメ格子をともに含む一般化された三角格子を導入し、磁化3分の1の基底状態について調べた。その結果、三角格子とカゴメ格子の間で量子相転移が起きることが判明した。

The magnetization processes of the S=1/2 isotropic Heisenberg quantum antiferromagnets on the kagome and triangular lattices are studied. We find that for the kagome-lattice antiferromagnet, the behavior of the derivative around the 1/3 height of the magnetization saturation is quite different from the cases of typical magnetization plateaux. This new phenomenon is called the "magnetization ramp". In order to clarify the difference between the magnetization ramp and the conventional magnetization plateau, we study a generalized anisotropic triangular-lattice model including the regular-triangular- and the kagome-lattice antiferromagnets in the parameter space. It revealed a quantum phase transition between the triangular- and kagome-lattices at 1/3 of the saturation magnetization.