Exotic field induced quantum phase transition of the kagome lattice antiferromagnet

カゴメ格子反強磁性体のエキゾティックな磁場誘起量子相転移

坂井 徹; 中野 博生*

Sakai, Toru; Nakano, Hiroki*

S=1/2カゴメ格子反強磁性体の磁化過程について42スピン系までの数値対角化により研究した。臨界指数の解析により、3分の1磁化プラトーのような振る舞いは、従来知られるものとは異なるものであることが示された。それは、低磁場側では微分磁化が無限大になるのに対し、高磁場側ではゼロになるというものである。さらに本研究では、歪んだカゴメ格子反強磁性体が3分の1磁化プラトーを示すことを確認した。

The magnetization process of the S=1/2 kagome-lattice antiferromagnet is investigated using the numerical diagonalization up to 42-spin clusters. The critical exponent analysis confirms the unconventional magnetization behavior around the 1/3 magnetization plateau-like anomaly; the field derivative is infinite at the low-field side, while it is zero at the high-field side. We also confirm that a magnetization jump appears at 1/3 of the saturation magnetization in distorted kagome-lattice antiferromagnets.