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大西 弘明; 宮下 精二*
JPS Conference Proceedings (Internet), 38, p.011157_1 - 011157_6, 2023/05
We have proposed a Hubbard model which exhibits itinerant ferromagnetism by extending the model of Nagaoka ferromagnetism. In the present work, we confirm that the idea of the realization of itinerant ferromagnetism works in two- and three-dimensional lattices as well as a one-dimensional lattice which we studied previously. We also investigate the temperature dependence of the magnetic ordering and present a magnetic phase diagram in the space of the temperature and the chemical potential. In the obtained phase diagram, we find a V-shape structure for the magnetic ordering near a quantum phase transition. Besides, we find an additional peak exhibiting a dome structure. Temperature dependences of related spin correlation functions are studied in detail.
大西 弘明; 宮下 精二*
Physical Review B, 106(13), p.134436_1 - 134436_13, 2022/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Materials Science, Multidisciplinary)We study finite-temperature properties of a Hubbard model including sites of a particle bath which was proposed as a microscopic model to show itinerant ferromagnetism at finite electron density. We use direct numerical methods, such as exact diagonalization and random vector methods. The temperature dependence of quantities is surveyed in the full range of the temperature. We find that the specific heat has several peaks, which correspond to ordering processes in different energy scales. In particular, magnetic correlations develop at very low temperature. The system exhibits an itinerant ferromagnetic state or an antiferromagnetic state of the Mott insulator depending on the chemical potential of the particle bath and the Coulomb interaction. From a microscopic viewpoint, the competition between these two types of magnetic states causes a peculiar ordering process of local spin correlations. Some local ferromagnetic correlations are found to be robust, which indicates that the ferromagnetic correlation originates from the motion of itinerant electrons in a short-range cluster.
坂井 徹; 肘井 敬吾*; 大久保 晋*; 太田 仁*; 中野 博生*; 宮下 精二*
Applied Magnetic Resonance, 46(9), p.997 - 1002, 2015/09
被引用回数：1 パーセンタイル：6.49(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)S=1/2カゴメ格子反強磁性体について18スピン・クラスターの数値対角化により研究した。ジャロシンスキー・守谷相互作用がある場合に起こり得るESRシングレット・トリプレット遷移の強度に比例する行列要素を計算した。いくつかの角度に依存した選択則を示した。
大西 弘明; 宮下 精二*
Physical Review B, 90(22), p.224426_1 - 224426_11, 2014/12
被引用回数：1 パーセンタイル：4.65(Materials Science, Multidisciplinary)Inspired by the Nagaoka ferromagnetism, we propose an itinerant model to study the transition between the Mott singlet state and a ferromagnetic state by emulating a doping process in finite lattices. In the Nagaoka ferromagnetism, the total spin of the system takes the maximum value when an electron is removed from the half-filled system. To incorporate a procedure of the electron removal, our model contains extra sites as a reservoir of electrons, and the chemical potential of the reservoir controls the distribution of electrons. We demonstrate that, as a function of the chemical potential, the system exhibits ground-state phase transitions among various values of the total spin, including a saturated ferromagnetic state due to the Nagaoka mechanism at finite hole density.
大西 弘明; 宮下 精二*
Physica B; Condensed Matter, 329-333(2), p.874 - 875, 2003/05
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Condensed Matter)スピン・格子結合系一次元鎖における格子振動の量子効果について、量子モンテカルロ法を用いて解析を行った。磁性イオンの質量が大きくて格子変位を古典的に取り扱える場合には、絶対零度で格子が自発的に歪んでスピンパイエルス状態を取る。一方、質量が小さくて格子変位の量子効果が顕著な場合には、空間-虚時間方向の格子揺らぎが生じ、平均すると一様な格子状態を取ることを示した。また磁気的性質は、静的で一様な格子の場合のものと一致することを示した。この非断熱極限におけるスピンと格子の自由度の分離は、両自由度の虚時間相関の時間スケールが著しく異なることによる
quantum narrowing effect
に起因することを見い出した。
大西 弘明; 宮下 精二*
Journal of the Physical Society of Japan, 72(2), p.392 - 398, 2003/02
被引用回数：5 パーセンタイル：38.86(Physics, Multidisciplinary)スピンパイエルス系を扱う模型として
のスピン・格子結合系一次元鎖を考え、スピンと格子の複合的量子効果の下での秩序形態について、量子モンテカルロ法を用いて調べた。磁性イオンの質量が大きい極限では、格子変位は断熱的に取り扱え、絶対零度で格子が歪んだスピンパイエルス状態を取る。一方質量が小さい場合には、断熱的な格子歪みを伴うスピンパイエルス状態は格子変位の量子効果によって乱され、絶対零度でも格子は歪まずに一様な格子状態を取る。この場合、帯磁率や磁気励起スペクトルなどの磁気的性質は、格子自由度のない静的な一様鎖のものと一致することがわかった。これは、格子揺らぎがスピン揺らぎに比べて非常に速いため、格子揺らぎの効果は平均化されて磁気的性質に影響を及ぼさないためであることを示した。
肘井 敬吾*; 坂井 徹; 宮下 精二*; 太田 仁*
no journal, ,
一次元S=1/2三量体量子スピン鎖における動的感受率の数値的な研究を行った。以前に網代らによって高周波ESRにおいて観測された単一S=3/2量子スピン鎖とは異なる複合スピンS=3/2鎖を特徴づけると考えられる結果を理論的に解明すべく数値計算を行い、動的感受率の磁場の強さ依存性や温度依存性等を議論する。
大西 弘明; 宮下 精二*
no journal, ,
粒子浴を含むハバード模型で、ハーフフィリングでの反強磁性状態と、ハーフフィリングから電子を一個取り除いた長岡強磁性状態の間で遷移が生じる機構を提案し、強磁性相関がどのように発達するかを議論する。
大西 弘明; 宮下 精二*
no journal, ,
粒子浴を含むハバード模型で、ハーフフィリングでの反強磁性状態と、ハーフフィリングから電子を一個取り除いた長岡強磁性状態の間で遷移が生じる機構を提案し、有限の電子密度に拡張した拡張長岡強磁性の絶対零度での性質を調べてきた。今回は、有限温度での解析を行い、強磁性相関がどのように発達するのか、遍歴電子系と局在スピン系の違いを議論する。
