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Spin nanotubes with the ring exchange interactions

リング交換相互作用を持つスピンナノチューブ

坂井 徹; 笠原 稔弘*; 肘井 敬吾*; 太田 仁*; 中野 博生*

Sakai, Toru; Kasahara, Toshihiro*; Hijii, Keigo*; Ota, Hitoshi*; Nakano, Hiroki*

リング交換相互作用をもつS=1/23本鎖スピンナノチューブについて有限サイズ系の数値対角化により研究した。以前の研究により、リング交換相互作用のない場合には、自発的なダイマー化が起きて、スピンギャップが開くことが判明している。本研究により、リング交換相互作用が増加すると、ある臨界点で量子相転移が起こり、異なるパターンのダイマー化による新しいスピンギャップ相が生じることが判明した。

The S=1/2 three-leg spin nanotube with the ring exchange interaction at each plaquette is investigated using the numerical diagonalization of finite-size systems. The previous work suggested that the system without the ring exchange interaction has a spin excitation gap between the singlet ground state and the triplet excitation, because a spontaneous dimerization occurs in the ground state. The present study indicates that as the ring exchange increases, a quantum phase transition occurs at some critical value to another spin gap phase where the pattern of the dimerization is different from the initial one.

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パーセンタイル:100

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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