量子スピン液体における磁場励起ダイナミクスと輸送現象に関する数値的研究

量子自旋液体中磁场激发动力学和输运现象的数值研究

• 批准号: 19K14645
• 负责人: 井戸 康太
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K14645/
• 关键词: トポロジカル状態; 量子スピン液体; 数値計算; 変分モンテカルロ法; スピン伝導; スピン液体; 磁性; 物性理論; 動的構造因子

変分モンテカルロ法を用いた拡張Kitaev模型における磁化過程の解析を進めた。これまで実施した研究では、Jordan-Wigner フェルミオンを導入した試行波動関数による高精度な解析を行ったが、その適用範囲には限界があった。本年度は、量子スピン系を柔軟に解析することができる、従来から用いられてきたスピノン波動関数を用いた解析を行った。試行波動関数の初期状態や境界条件・副格子の情報を工夫することで、スピノン波動関数でもKitaevスピン液体を高精度に表現できることを、厳密対角化法による結果と比較することで数値的に示した。また、トポロジカル状態を特徴づける多体トポロジカル数を変分モンテカルロ法で測定できるよう手法・コード拡張をおこなった。幾何学的フラストレーションのある近藤格子模型などで実現することが先行研究で指摘されている非共面な磁気秩序を有する絶縁体に本手法を適用した結果、期待されていたように多体Chern数が1である多体トポロジカル状態であることを示せた。

我们使用变分蒙特卡罗方法对扩展 Kitaev 模型中的磁化过程进行了分析。迄今为止进行的研究中，使用引入乔丹-维格纳费米子的试验波函数进行了高精度分析，但其适用性存在限制。今年，我们使用传统使用的自旋波函数进行了分析，这使得可以灵活地分析量子自旋系统。通过将结果与精确对角化方法进行比较，我们通过设计试验波函数的初始状态、边界条件和亚晶格信息，在数值上证明了即使使用自旋波函数也可以高精度地表达基塔耶夫自旋液体。我们还扩展了该方法和代码，以便可以使用变分蒙特卡罗方法来测量表征拓扑状态的多体拓扑数。由于将该方法应用于具有非共面磁序的绝缘体，这在先前的研究中已被指出要在具有几何挫折的近藤晶格模型中实现，我们发现多体 Chern 我们证明它是一个编号为 1 的多体拓扑状态。

项目成果

変分モンテカルロ法で非対角相関を取り入れる新たな方法

一种在变分蒙特卡罗方法中结合非对角相关性的新方法

• 发表时间: 2020
• 作者: 井戸康太;三澤貴宏
• 通讯作者: 三澤貴宏

有機固体で実現する量子スピン液体の特異な性質を解明

阐明在有机固体中实现的量子自旋液体的独特性质

Correlation effects on the magnetization process of the Kitaev model

Kitaev模型磁化过程的相关效应

• DOI: 10.1103/physrevb.101.045121
• 发表时间: 2020
• 影响因子: 3.7
• 作者: Ido Kota;Misawa Takahiro
• 通讯作者: Misawa Takahiro

多変数変分モンテカルロ法を用いた拡張キタエフ模型の解析

多变量变分蒙特卡罗法分析扩展Kitaev模型

• 发表时间: 2023
• 作者: 井戸康太; 三澤貴宏
• 通讯作者: 三澤貴宏

多変数変分モンテカルロ法を用いた動的構造因子の計算方法

多变量变分蒙特卡罗法动态结构系数计算方法

• 发表时间: 2019
• 作者: 井戸康太; 今田正俊; 三澤貴宏
• 通讯作者: 三澤貴宏