Thermodynamic properties of the two-dimensional S=1/2 Heisenberg antiferromagnet coupled to bond phonons
利用基于圈算法的量子MonteCarlo方法,研究了二维反铁磁S=1/2海森堡模型与键上Einstein声子耦合的热力学性质.详细讨论了磁化率、平均声子占据数和比热随温度的变化关系。我们研究了弱和强自旋-声子耦合区(耦合常数g=0.1,w= 8 J和g=2,w= 2 J)的自旋关联函数。相关长度的有限尺寸标度分析表明,在这两种情况下,在基态建立长程Neel顺序。
2003-10-06 cond-mat.str-el
Thermodynamics of the Up-Up-Down Phase of the S = 1/2 Triangular-Lattice Antiferromagnet Cs$_2$CuBr$_4$
比热和磁热效应被用来探测Cs2 CuBr 4,一个准二维自旋1/2三角形反铁磁体与近最大挫折场诱导的向上向上向下相。磁相图的形状表明,相位是由量子涨落稳定的,而不是像经典自旋的相应相位那样由热涨落稳定的。从比热确定的磁振子间隙是相当大的海森堡反铁磁体的预期,可能是由于存在一个小的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。
2007-05-17 cond-mat.str-el
Thermodynamic and diamagnetic properties of weakly doped antiferromagnets
通过对低掺杂小模型系统的数值研究,研究了由二维t-J模型模拟的与欠掺杂铜氧化物有关的弱掺杂反铁磁体的温度特性.使用两种数值方法:世界线量子Monte Carlo方法与循环集群算法和有限温度Lanczos方法,得到一致的结果。热力学量:比热、熵和自旋磁化率揭示了引入磁绝缘体的空穴引起的相当大的扰动,以及明显的温度依赖性。由磁场与轨道电流的耦合引入的抗磁化率揭示了异常的温度依赖性,在中间温度下从抗磁性变为顺磁性。
2000-05-10 cond-mat.str-el
Thermodynamics of spin-1/2 tetrameric Heisenberg antiferromagnetic chain
利用转移矩阵重整化群方法和Jordan-Wigner变换,研究了自旋S=1/2的四聚海森堡反铁磁链的热力学性质,其中交替相互作用为AF 1-AF 2-AF 1-F(AF和F分别表示反铁磁和铁磁耦合).研究发现,在无磁场的情况下,体系的热力学行为与带隙的低激发态密切相关,并揭示了比热随温度变化的三峰结构.在磁场中,对于满足JAF_1 = JAF_2 =JF的耦合,得到了温度场平面上的相图,在该相图中识别了各个相位。热力学量,包括磁化强度,磁化率和比热的温度依赖性进行了研究,以表征相应的相。研究表明,低温下Luttinger液相中的磁化强度具有交叉行为,这与S=1的Haldinger链中的磁化强度属于同一类。在平台区,由于两个激发光谱的交叉,在一定的电场下热力学行为发生变化。通过费米子映射,揭示了该系统有四个费米子和空穴激发谱,它们是所观察到的热力学行为的原因。
2009-06-23 cond-mat.str-el
Spin-wave thermodynamics of square-lattice antiferromagnets revisited
基于Wick分解,对传统的自旋波理论进行了改进,给出了正方晶格量子反铁磁体的热力学模型。我们的计划不再伴随着臭名昭著的问题,人工过渡到顺磁状态固有的修改后的自旋波在Hartree-Fock近似。在自旋$\frac{1}{2}$和自旋$1$的情况下,各种修改的自旋波的发现的内能,比热,静态均匀磁化率,和动态结构因子不仅数值比较量子蒙特卡罗计算和Lanczos精确对角化,但也解析扩展到低温系列。通过Wick分解相互作用的修改的自旋波在绝对零度到无穷大的整个温度范围内提供可靠的热力学。添加高阶自旋耦合,如环交换相互作用的最天真的海森堡哈密顿量,我们精确地再现非弹性中子散射测量的高温超导体的母反铁磁体$\mathrm{La}_2\mathrm{CuO}_4$。修改戴森-马列夫玻色子与辅助赝费米子的结合也产生了没有热击穿的正方晶格反铁磁体的热力学,但它不太精确,除非温度足够低。将这些方案应用于层状反铁磁体,讨论了修正的自旋波表象和玻色子-赝费米子组合表象的优缺点。
2019-03-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Weakly frustrated two-dimensional Heisenberg antiferromagnets: thermodynamic properties from a non-perturbative approach
本文利用量子分级参照理论(QHRT)分析了Neel相(J_2/J_1<0.4)中自旋S二维量子海森堡反铁磁体的热力学性质.我们研究了在有限温度和不同阻挫比下的交错磁化率、结构因子和关联长度。从有限温度的结果,我们还推断基态的属性,如自旋刚度和自发交错磁化,提供了量子校正的程度的估计。这些量作为阻挫函数的行为可能提供了一些线索,在零温度下的Neel相的击穿较大的J_2值。
2005-09-01 cond-mat.str-el
Magneto-thermodynamics of the spin-1/2 Kagome antiferromagnet
本文用一种新的混合方法计算了自旋为1/2的Kagome反铁磁体在强外磁场作用下的热力学行为。我们发现了一个T^2低温行为和一个非常低的灵敏度的比热到一个强大的外部磁场。我们展示了明确的证据,表明这种低温磁热效应与低位波动单态的存在有关,而且整个图像(Cv和热激活自旋磁化率的T^2行为)暗示了非磁性和磁性激发的贡献。并与实验进行了比较。
2000-02-28 cond-mat.str-el
The anisotropic quantum antiferromagnet on the Sierpinski gasket: Ground state and thermodynamics
研究了分形晶格Sierpinski垫片上自旋交换各向异性的s=1/2反铁磁量子自旋系统.介绍了一种新的近似数值方法--构型选择对角化(CSD),并将其应用于N=42的Sierpinski垫片。使用这种方法和其他方法,我们计算的基态能量,自旋间隙,自旋自旋相关和比热数据,并得出结论,s=1/2量子反铁磁体的Sierpinski垫片显示出一个无序的磁性基态与一个非常短的相关长度约为1和一个,虽然很小,自旋间隙。这个结论对海森堡也适用,对XY交换也适用。
2004-03-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Thermodynamic Properties of Kagome Antiferromagnets with different Perturbations
讨论了Kagome晶格海森堡模型(KLHM)在高温和中温下的热力学性质的几种小扰动,包括居里杂质、稀释、面内和面外的Dzyaloshinski-Moria(DM)各向异性和交换各向异性.我们研究了居里杂质和稀释在均匀磁化率行为中的综合作用。我们还研究了比热和熵随各向异性的变化。探索了它们与新发现的材料ZnCu 3(OH)6Cl 2的相关性。我们发现,磁化率是很好地描述了约6%的杂质和稀释。我们还发现,材料和KLHM之间的熵差可以用DM参数D_z/J~0.1来描述。
2009-02-23 cond-mat.str-el
Spin ordered ground state and thermodynamic behaviors of the spin-3/2 kagome Heisenberg antiferromagnet
采用三种不同的张量网络优化算法精确确定了自旋为3/2的kagome海森堡反铁磁体的基态和热力学性质。我们发现,$\sqrt{3} \times \sqrt{3}$态,而不是$q = 0$态,是这个系统的基态,这样一个有序的状态是在任何有限的温度熔化,从而澄清了现有的实验争议。在磁化曲线中观察到1/3磁化平台,与实验观察一致。零磁化平台的情况下,表明一个无隙的自旋激发,进一步支持的热力学渐近行为的磁化率和比热。在低温下,比热表现出$\sqrt{T}$行为,磁化率接近一个有限常数$T\rightarrow 0$。我们的热力学性质的TN结果进行了比较,从高温级数展开。此外,在自旋为3/2的kagome XXZ模型中,在临界点$Δ_c = 0.408$,我们观察到了$q = 0$态和$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$态之间的量子相变.这为进一步研究高自旋kagome物理提供了可靠和有用的信息。
2016-09-17 cond-mat.str-el
Thermodynamics of Spin-1/2 Kagomé Heisenberg Antiferromagnet: Algebraic Paramagnetic Liquid and Finite-Temperature Phase Diagram
挫折的量子涨落可以在零温度下触发量子自旋液体(QSL)。然而,目前还不清楚热涨落如何影响QSL。我们采用最先进的张量网络为基础的方法来探讨的基态和热力学性质的自旋1/2 kagome海森堡反铁磁体(KHA)。它的基态是一致的,通过观察零磁化平台的情况下,以及在低温下的磁化率和比热的代数行为,分别与一个无隙的QSL。我们发现,存在一个\textit{algebraic paramagnetic liquid}(APL),具有顺磁性和代数行为继承自QSL。APL是在几何挫挫引起的量子涨落和热涨落的相互作用下产生的。通过对比热和磁化率随温度变化的研究,提出了一个在磁场中的有限温度相图,在该相图中可以识别出不同的相。本研究对自旋为1/2的KHA在有无磁场作用下的热力学性质有了有益的了解,对相关的实验研究有一定的帮助。
2018-12-26 cond-mat.str-el
Thermodynamics of the Heisenberg antiferromagnet on the maple-leaf lattice
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie(亥姆霍兹柏林材料能源中心);Dahlem Center for Complex Quantum Systems and Fachbereich Physik, Freie Universität Berlin(达勒姆复杂量子系统中心与柏林自由大学物理系);Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所);Institute of Physics, University of Bonn(波恩大学物理研究所)
本文通过数值联簇展开法研究枫叶晶格上反铁磁Heisenberg模型,发现特定温度下的比热容呈现双峰结构,并揭示了零温收敛性对基态能量估计的影响。
2026-04-05 cond-mat.str-el
Electron spectrum, thermodynamics and transport in antiferromagnetic metals at low temperatures
在s-f交换模型中,用微扰理论计算了二维和三维反铁磁金属的电子能谱。研究了传导电子与自旋波相互作用对热力学和输运性质的影响。在最低温度下,$T<T^{*}\sim (Δ/E_F)T_N$($Δ$是电子光谱的AFM分裂)发生费米液体行为,并且对于D=3,存在对比热的非分析T^3lnT贡献。同时,对于T>T^{*},在2D和"嵌套“3D系统中,图像对应于边缘费米液体(TlnT对比热的贡献和电阻率的几乎T线性依赖性)。在3D情况下的自旋系统的挫折被证明导致类似的结果。近藤贡献的电子性质进行了分析,并证明被强烈抑制。考虑了杂质散射对输运性质的非相干贡献。特别是,在2D的情况下,电阻率的T-线性项存在到T=0,和热电功率演示异常T \lnT依赖性。
1999-12-20 cond-mat.str-el
Thermodynamics of the Antiferromagnetic Heisenberg Model on the Checkerboard Lattice
利用数值链团展开法(NLCEs)和有限团簇的精确对角化方法,研究了棋盘格点上反铁磁海森堡模型的能量、比热、熵和各种非线性性质. NLCE与外推技术相结合,使我们能够获得比精确对角化和其他级数展开法低得多的温度。我们发现,高温峰的比热随着挫折的增加而降低,与最大经典挫折周围区域的大量未淬灭熵一致,其中最近邻和次最近邻交换相互作用(J和J ',分别)具有相同的强度,并在较低温度下形成第二个峰。当J'增大到0.75J以上时,交错磁化率的性质发生了变化,这意味着零温下长程反铁磁有序的消失。对于J ′ = 4J,在弱耦合交叉链的极限下,我们发现在低温下,当链上存在反铁磁关联时,对Q=(pi/2,pi/2)的条纹和Neel序有很大的磁化率。其他的磁性和键序,如一个plaquette价键固体和交叉二聚体的顺序建议由以前的研究,也进行了研究。
2011-04-21 cond-mat.str-el
Thermal features of Heisenberg antiferromagnets on edge- versus corner-sharing triangular-based lattices: A message from spin waves
本研究提出适用于阻挫非共线反铁磁体的双约束修正自旋波理论,对比边共享与角共享三角基反铁磁体的热特性,预测了两类晶格比热的不同温度行为,填补了相关计算方法的空白。
2023-05-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Thermodynamics of the pyrochlore-lattice quantum Heisenberg antiferromagnet
利用转动不变格林函数方法和高温展开方法研究了烧绿石晶格上海森堡反铁磁体的热力学性质。我们讨论了激发光谱以及各种热力学量,如自旋相关性,均匀磁化率,比热和静态和动态结构因子。对于基态,我们提出了任意自旋量子数$S$的RGM数据。在有限温度下,我们主要研究极端量子情形$S=1/2$和$S=1$。对于任何$S$值,我们都没有发现磁长程序的迹象。我们讨论了静态结构因子中夹点的宽度与温度和自旋量子数的关系。我们比较我们的数据与烧绿石化合物NaCaNi $_2$ F $_7$($S=1$)的实验结果。因此,我们的动态结构因子的结果与实验观察到的功能在3 \ldots 8~meV的NaCaNi $_2$ F $_7$。我们分析静态结构因子${S}_{\bf q}$以找到最大${S}_{\bf q}$的区域。${S}_{\bf q}$的高温系列提供了共线自旋结构的弱{ \it无序有序}选择的指纹,其中(经典地)每个四面体上的总自旋消失,并且相邻四面体被$π$退相。
2019-01-26 cond-mat.str-el
Unified Description of Spin-Lattice Coupling and Thermodynamics in the Pyrochlore Heisenberg Antiferromagnet
Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo(东京大学固体物理研究所);Department of Physics, The University of Tokyo(东京大学物理系);Department of Chemistry, Graduate School of Science, Kyoto University(京都大学理学研究科化学系);Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science(国立材料科学研究所材料纳米结构研究中心);Department of Engineering Science, University of Electro-Communications(电气通信大学工学部)
本文提出一个扩展模型,统一描述铁氧体反铁磁体中自旋-晶格耦合与热力学性质,揭示主要声子模式及其对磁相图的影响。
2026-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermodynamic properties of the Spin-1/2 Heisenberg Antiferromagnet with Anisotropic Exchange on the Kagome Lattice: Comparison with Volborthite
利用精确对角化方法得到的全谱,计算了可果美晶格上具有空间各向异性交换的海森堡反铁磁体的磁化率和比热等热力学性质.这种方法被证明提供了一个很好的代表性以上的温度约$J_{\rm av}/5$的这些热力学性质,其中$J_{\rm av}$是平均的耦合常数。与Hiroi { \it {et al}} [J. Phys. Soc. Jpn. { \bf 70},3377(2001)]表明,尽管在该化合物中磁性位点的kagomé晶格的显著畸变,但通过具有几乎各向同性交换的模型来最好地描述Volborthite,并表明存在额外的相互作用。低温比热的比较提高了伏硼硫石在低能下的态密度可能比海森堡模型低得多的可能性。还研究了该模型在外加磁场下的磁化曲线。发现M=1/3平台存在于各向异性的情况下,并随着各向异性的增加而向低场延伸。对于足够的各向异性,这个平台将是可观察到的一个领域合理的实验。低于$\sim$ 70特斯拉的平台的缺失将进一步支持几乎各向同性的模型。
2007-07-28 cond-mat.str-el
Thermodynamics of the spin-1/2 Heisenberg antiferromagnet on the star lattice
RWTH Aachen University(亚琛工业大学);Universität Würzburg(维尔茨堡大学);Universität Magdeburg(马格德堡大学);Max-Planck-Institut für Physik Komplexer Systeme(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所)
本文结合量子蒙特卡罗模拟、有限温度Lanczos方法和有效哈密顿量方法,研究了星形晶格上自旋1/2海森堡反铁磁体在多种耦合参数区间下的热力学性质及量子相图,并与相关理论及Cu基实验结果进行了对比。
2023-11-22 cond-mat.str-el
Thermodynamics of anisotropic triangular magnets with ferro- and antiferromagnetic exchange
研究了各向异性$J_1$三角量子自旋体系($S=1/2$)的比热$c_{V}$和磁化率$χ$等热力学性质.作为一个通用的工具,我们应用有限温度Lanczos方法(FTLM)的基础上精确对角化有限集团周期性边界条件。我们使用集群的$N=28$网站的热力学极限行为已经稳定再现。作为参考,我们还提出了一个小的八网站集群的完全对角化。在介绍了模型和方法之后,讨论了我们在$c_V(T)$和$χ(T)$上的主要结果.我们显示了这些量的峰位和峰高的变化作为控制参数$J_2/J_1$的函数。我们发现Néel相和螺旋相的最大峰位和峰高是强烈不对称的,远比正方晶格$J_1$ - $J_2$模型的不对称性大.我们的研究结果还表明,在一定范围内的控制参数在较低的温度下的第二侧最大值或肩部形成的趋势。我们最终明确地确定了交换模型的突出的三角形磁铁Cs $_2$ CuCl $_4$和Cs $_{2}$ CuBr $_{4}$从我们的FTLM结果。
2015-06-30 cond-mat.str-el
Bond-order wave phase, spin solitons and thermodynamics of a frustrated linear spin-1/2 Heisenberg antiferromagnet
线性自旋1/2海森堡反铁磁体,在第一和第二邻居之间交换$J_1$,$J_2$,具有键序波(BOW)相,其在$J_2/J_1 = 0.2411$的流体-二聚体转变处开始,并且在$J_2/J_1 = 1/2$处特别简单。BOW相具有双简并单重态基态、破缺的反转对称性和到最低三重态的有限能隙$E_m$。间隔$0.4<J_2/J_1<1.0$具有大的$E_m$和小的有限尺寸校正。精确的解可用于具有周期性或开放边界条件的$N=28$旋转以及高达$N=18$的热力学。具有大$E_m$的BOW相位的元激发是拓扑自旋1/2孤子,其将具有相反相位的BOW以规则的自旋阵列分开。摩尔自旋磁化率$χ_M(T)$对于$T \ll E_m$是指数小的,并且随着$T$接近线性地增加到宽的最大值。$J_1$,$J_2$自旋链近似的Hubbard型模型的BOW相的磁性,并提供了一个出发点建模碱TCNQ盐。
2010-06-25 cond-mat.str-el
Thermodynamic signatures of an antiferromagnetic quantum critical point inside a superconducting dome
最近在非传统超导体,特别是铁基材料的实验中,已经报道了在相图的超导圆顶内出现反铁磁量子临界点(AFM-QCP)的证据。与这种AFM-QCP相关的波动预计将促进热力学量的不寻常的温度依赖性。在这里,我们计算的$T$依赖的比热$C(T)$深内部的一个完全带隙的$s^{+-}$超导态的AFM QCP接近。我们发现,在AFM-QCP,比热$C(T)$随温度的平方消失,而不是典型的指数抑制中看到的完全带隙BCS超导体。这个强大的结果是由于非解析的贡献所产生的玻色子(AFM)传播子在SC状态的一般形式的自由能。远离AFM-QCP,随着温度降低,$C(T)$显示出从$T^2$行为到指数行为的交叉,交叉温度标度由超导能隙的值和到QCP的距离设定。我们认为,这些特征的比热可以用来明确地确定AFM-QCP的存在内的铁基和其他完全间隙的非常规超导体的超导圆顶。
2020-07-20 cond-mat.str-el
Dynamics and thermodynamics of the S = 5/2 almost Heisenberg triangular lattice antiferromagnet K2Mn(SeO3)2
ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心);PSI Center for Neutron and Muon Sciences(瑞士保罗谢勒研究所中子与μ子科学中心);University of California, Irvine(加州大学尔湾分校)
研究S=5/2近Heisenberg三角晶格反铁磁体K2Mn(SeO3)2的热力学与动力学特性,发现多种磁相,包括零场下的非collinear Y相、磁场诱导的m=1/3磁化平台以及高场下的V相,揭示了大S Heisenberg自旋系统中磁子-磁子相互作用的重要性。
2026-04-23 cond-mat.str-el
Thermodynamics of the $S=1/2$ maple-leaf Heisenberg antiferromagnet
本文利用至第18阶的高温展开、Padé近似与熵插值,研究具有六子晶格120°长程有序的均匀枫叶晶格$S=1/2$ Heisenberg反铁磁体全温区热力学。
2025-09-01 cond-mat.str-el
Magnetic and thermodynamic properties of Li(2)VOSiO(4): a two-dimensional S=1/2 frustrated antiferromagnet on a square lattice
报道了Li(2)VOSiO(4)粉末和单晶的NMR、μ SR、磁化强度和比热的测量结果。比热和磁化强度的测量证明Li(2)VOSiO(4)是一个二维受抑的S=1/2海森堡反铁磁体,正方形晶格上的超交换耦合J_1几乎等于对角线上的J_2($J_2/J_1=1.1\pm 0.1$与$J_2 + J_1 = 8.2\pm 1$ K).在$T_c\simeq 2.8$ K下,观察到向低温共线有序的相变。由NMR和muSR得到的T_c和亚晶格磁化强度与磁场强度几乎无关,最高可达9特斯拉。用$β\simeq 0.235$计算了亚晶格磁化强度的临界指数,与二维XY系统在有限尺寸下的临界指数几乎一致。在T_c以上和T_c以下发现的不同的磁性与自旋哈密顿量的修改有关,自旋哈密顿量的修改是由T_c以上发生的结构畸变引起的。
2001-01-05 cond-mat.str-el
Thermodynamic properties of tetrameric bond-alternating spin chains
利用转移矩阵重整化群研究了具有铁磁-铁磁-反铁磁-反铁磁交换相互作用的四聚体键交替海森堡自旋链的热力学性质,并与实验结果进行了比较.均匀磁化率的温度依赖性表现出典型的亚铁磁性特征。在极限$T\to 0$范围内,均匀磁化率和交错磁化率都发生了发散,表明基态同时具有铁磁和反铁磁长程序。比热随温度的变化呈现双峰结构。数值计算很好地解释了Cu(3-Clpy)$_{2}$(N $_{3}$)$_{2}$(3-Clpy=3-Chloroyridine)的磁化率、磁化强度和比热随温度和场的变化关系.
2005-05-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Featureless quantum spin liquid, 1/3-magnetization plateau state and exotic thermodynamic properties of spin-1/2 frustrated Heisenberg antiferromagnet on an infinite Husimi lattice
利用基于张量网络的方法,研究了自旋为1/2的海森堡反铁磁(HAF)模型在每个三角形含有3/2个格点的无限Husimi晶格上的零温和有限温性质.该模型的基态具有消失的局部磁化强度,没有特征;自旋-自旋和二聚体-二聚体关联函数被验证为指数衰减;其基态能量为$e_0=-0.4343(1)$,与kagome HAF模型的[ $e_0=-0.4386(5)$ ]非常接近.磁化曲线显示没有零磁化平台,这意味着无间隙激励。观察到一个具有自旋上下态的$1/3$ -磁化平台,该平台由量子涨落选择和稳定。给出了在磁场作用下的基态相图。此外,还研究了磁化率和比热,它们的低温行为进一步证实了无限Husimi晶格上的HAF模型具有无隙、无特征的自旋液体基态的结论.
2014-02-26 cond-mat.str-el
Low temperature thermodynamics of the antiferromagnetic $J_1-J_2$ model: Entropy, critical points and spin gap
反铁磁$J_1-J_2$模型是一个自旋为1/2的链,第一邻居之间的各向同性交换$J_1 > 0$和第二邻居之间的$J_2 = αJ_1$。该模型支持非简并基态的无隙量子相位和$Δ(α) > 0$和双简并基态的有隙相位。精确的热力学仅限于$α= 0$,线性海森堡反铁磁体(HAF)。在挫折$α$的小系统的精确对角化之后,密度矩阵重整化群(DMRG)计算返回逐渐增大的系统的熵密度$S(T,α,N)$和磁化率$χ(T,α,N)$,直到$N = 96$或152个自旋。收敛到热力学极限,$S(T,α)$或$χ(T,α)$,证明了下降到$T/J \sim 0.01$的部门$α< 1$和$α> 1$。$S(T,α)$产生了具有$S^\prime(0,α) > 0$的无间隙相和具有$S^\prime(0,α) = 0$的有间隙相之间的临界点。在$T^*(α)$处的$S^\prime(T,α)$最大值直接在具有大$Δ(α)$的链中获得,并且通过外推法获得小间隙。$S(T,α)$下降到$T = 0$的唯象近似表明$T^{-γ(α)}$与$\exp(-Δ(α)/T)$的幂律偏差,其指数$γ(α)$随$α$增加。$χ(T,α)$分析也产生幂律偏差,但指数$η(α)$随$α$减小。$S(T,α)$和自旋密度$ρ(T,α) = 4Tχ(T,α)$分别探测强关联自旋态的热涨落和磁涨落。对于$T < 0.10$,无…
2021-06-28 cond-mat.str-el
Thermodynamic origin of the phonon Hall effect in a honeycomb antiferromagnet
本文在锯齿形反铁磁范德华材料NiPS₃中发现可观的热霍尔电导率,通过分析其与磁化强度的敏感关系及磁振子-声子能带交叉,揭示声子热霍尔效应具有内禀热力学起源。
2024-10-01 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Experimental Approach to the Thermodynamics of the Pure Two-Dimensional Spin-1/2 Triangular Lattice Antiferromagnet in Ba8CoNb6O24
受挫折的量子磁体提出了关于量子涨落效应和多体波函数性质的明确问题,这些问题挑战了理论,数值,实验和材料合成。S = 1/2三角晶格反铁磁体(TLAF)提出了一种情况下,经典秩序强烈抑制量子涨落,导致广泛的重整化的物理性质在所有的能量尺度。然而,纯粹的二维(2D)模型很难在3D世界中实现,并且它们的物理性质受到Mermin-Wagner定理的控制,该定理描述了额外热波动的主导效应。在这里,我们报告的磁性Ba_8CoNb_6O_(24),其Co ~(2+)离子具有有效自旋1/2,并构建了一个规则的TLAF非常大的层间距。我们发现没有磁有序下降到0.028 K,强的低能量自旋波动的定性协议与理论分析和发散的相关长度,都表明Mermin-Wagner的趋势,在这个理想的2D系统的零温度有序。
2017-09-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermodynamic theory of square skyrmion lattice in tetragonal frustrated antiferromagnets
Center for Theoretical Physics of Complex Systems, Institute for Basic Science (IBS)(复杂系统理论物理中心,基础科学研究院);National Research University “Higher School of Economics”(国立高等经济大学);The Faculty of Physics of St. Petersburg State University(圣彼得堡国立大学物理系)
该研究通过考虑多种相互作用,提出了一种理论框架,用于解释正方形反铁磁体中正方形Skyrmion晶格的稳定性及其相图特征。
2025-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Field-induced XY behavior in the S=1/2 antiferromagnet on the square lattice
利用基于蠕虫算法的量子Monte Carlo方法,研究了正方形晶格上S=1/2各向同性海森堡反铁磁体在均匀磁场从很小值到饱和值变化过程中的热力学行为.发现该场在有限温度下诱导Berezinskiii-Kosterlitz无相变,在该温度以上观察到扩展温度范围内的真正XY行为。绘制了系统的相图,并结合场致XY行为的实验研究,讨论了系统的比热、均匀磁化和交错磁化的热力学行为。
2003-02-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Thermodynamic evidence for polaron stabilization inside the antiferromagnetic order of Eu$_5$In$_2$Sb$_6$
通过热膨胀和磁致伸缩研究Eu$_5$In$_2$Sb$_6$单晶,发现远高于磁有序温度时形成各向异性磁极化子,且降温时在全局反铁磁序内出现铁磁极化子的稳定化,为锰氧化物外的庞磁阻行为提供新见解。
2024-11-15 cond-mat.str-el
Thermodynamic evidence of fermionic behavior in the vicinity of one-ninth plateau in a kagome antiferromagnet
该研究通过高场比热测量,在kagome反铁磁体YCOB中确认1/9平台,并发现线性项与常数项共存及双峰特征,为费米子激发和量子自旋液体提供了热力学证据。
2024-09-09 cond-mat.str-el
Cluster quantum Monte Carlo study of two-dimensional weakly-coupled frustrated trimer antiferromagnets
我们报道了基于自旋三聚体的团簇量子蒙特卡罗模拟的结果,对由弱耦合三自旋(三聚体)团簇组成的二维受抑量子反铁磁体的热力学性质进行了模拟。特别地,我们考虑了自旋为1/2的kagome晶格与一个强大的呼吸失真,和三角形正方形晶格模型先前提出的铜酸盐La ${}_4$ Cu ${}_3$ MoO ${}_{12}$。对于这两种情况下,我们证明了一个适当选择的基于三聚体的计算基础,使我们能够显着减少量子蒙特卡罗符号问题的低温制度。除了探索三角形-正方形晶格模型的热力学行为,我们还评估了平均场论为基础的预测手征秩序的开始。对于呼吸畸变kagome晶格模型,我们在量子自旋液体和晶格-自旋区域观察到了稳定的双峰结构。
2022-03-30 cond-mat.str-el
Longitudinal Magnetization and specific heat of the anisotropic Heisenberg antiferromagnet on Honeycomb lattice
研究了在各向异性Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和次近邻耦合交换常数存在下,纵向磁场和温度对蜂窝晶格上二维Heisenberg反铁磁体热力学性质的影响.特别是,比热的温度依赖性已被调查的各种物理参数的模型哈密顿量。本文采用硬核玻色表象,利用映射玻色气体的激发谱研究了热力学性质的行为。通过玻色子模型,用格林函数方法研究了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用项对热力学性质的影响。此外,我们还研究了不同各向异性参数下比热和磁化强度与磁场的关系。在低温下,比热被发现是单调增加的磁场的带隙场感应相区的温度。我们发现,由于激发谱中能隙的增大,比热随磁场的变化呈现出单调递减的特性。研究了不同次近邻耦合常数时,磁化强度与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用强度的关系。
2021-06-23 cond-mat.str-el
Adapting Planck's route to investigate the thermodynamics of the spin-half pyrochlore Heisenberg antiferromagnet
自旋半烧绿石海森堡反铁磁体(PHAF)是高阻挫量子磁学领域最具挑战性的问题之一。受M.~的开创性论文的启发,普朗克[M.~普朗克,Verhandl。好吧物理学{ \bf 2},202-204(1900)]我们通过在低温和高温行为之间插值来计算该模型的热力学性质。为此,我们遵循B详细阐述的想法。Bernu和G.~ Misguich并使用熵利用求和规则["熵方法“(EM)]进行插值。我们补充EM结果的比热,熵,并通过相应的结果由有限温度Lanczos方法(FTLM)的有限晶格的$N=32$网站,以及由高温膨胀(HTE)的数据得到的磁化率。我们发现,由于明显的有限尺寸效应的FTLM数据$N=32$是不具有代表性的无限系统低于$T \approx 0.7$。对$T \gtrsim 0.7$的类似限制适用于为无限PHAF设计的HTE。相比之下,EM为无限PHAF的整个温度区域提供了可靠的数据。我们发现了一个无间隙的频谱导致在低$T$和一个单一的最大值在$c(T)$在$T\approx 0.25$的比热幂律行为的证据。对于易感性$χ(T)$,我们发现在$T$降低时$χ$单调增加的迹象,在$T=0$时达到$χ_0 \approx 0.1$。此外,EM允许将基态能量估计为$e_0\approx -0.52$。
2020-02-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spin excitations and thermodynamics of the t-J model on the honeycomb lattice
本文提出了蜂窝晶格上自旋1/2反铁磁t-J海森堡模型中动态自旋磁化率的自旋-转动不变格林函数理论。采用广义平均场近似,通过求解关联函数的耦合自洽方程组,计算了任意温度和空穴掺杂下的电子激发谱、自旋-激发谱和热力学量(双自旋关联函数、交错磁化强度、磁化率、关联长度).温度和掺杂的磁(均匀静态)磁化率的依赖性归因于反铁磁短程秩序。我们的结果的磁化强度和磁化率的掺杂依赖性进行了分析,与以前的结果进行比较的t_J模型的正方形晶格。
2018-03-07 cond-mat.str-el
Thermodynamics of the kagome-lattice Heisenberg antiferromagnet with arbitrary spin $S$
本文采用二阶转动不变格林函数方法(RGM)和高温展开法(HTE)计算了具有最近邻交换$J$的kagome晶格自旋$S$海森堡反铁磁体的热力学性质。虽然HTE产生精确的结果,温度下降到约$T/S(S+1) \sim J$,RGM提供的数据为任意$T \ge 0$。对于基态,我们使用RGM数据分析了激发谱、激发速度、均匀磁化率、自旋-自旋相关函数、相关长度和结构因子的$S$依赖性。我们发现,所谓的$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$排序是更明显的$S$的所有值比$q=0$排序。在极端量子情形$S=1/2$中,零温度关联长度仅为最近邻分离的数量级。然后我们研究了自旋量子数$S=1/2,1,\dots,7/2$的几个物理量与温度的关系。随着$S$的增加,比热和均匀磁化率的典型最大值向较低的$T/S(S+1)$值移动,最大值的高度正在增长。结构因子${\cal S}(\mathbf{q})$在对应于$q=0$和$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$状态的磁波矢量$\mathbf{q}={\mathbf{Q}_i}, i=0,1,$处表现出两个最大值。我们发现,$\sqrt{3}\times \sqrt{3}$短程秩序是更明显的$q=0$短程秩序的所有温度$T \ge 0$。对于自旋-自旋关联函数、关联长度和结构因子,我们发现了一个有限的低温区$0 \le T < T^*…
2018-03-16 cond-mat.str-el
Field-induced states and thermodynamics of the frustrated Heisenberg antiferromagnet on a square lattice
CY Cergy Paris Université(塞吉-蓬图瓦兹CY大学);Université Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);CEA(法国原子能和替代能源委员会);Max-Planck-Institut für Physik Komplexer Systeme(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所);Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg(奥托·冯·格里克马格德堡大学)
研究正方形晶格上J1-J2反铁磁Heisenberg模型在外部磁场下的基态和有限温度性质,重点分析高 frustrated 相变区域,探讨温度相变进入
2026-06-24 cond-mat.str-el
Finite-temperature order-disorder phase transition in a frustrated bilayer quantum Heisenberg antiferromagnet in strong magnetic fields
研究了低温下饱和磁场附近受抑双层量子海森堡反铁磁体的热力学性质。自旋模型的低能自由度映射到正方形晶格上的硬正方形气体上。我们使用有限自旋系统的精确对角化数据来检验这种描述的有效性。本文用经典的蒙特卡罗方法对自旋模型在饱和场附近的低温热力学性质进行了定量描述。所考虑的二维海森堡反铁磁体的主要特性与正方形晶格上的硬正方形模型的相变有关,它属于二维伊辛模型普适类。它表现在一个对数(低)温度奇异性的比热自旋系统观察到的磁场低于饱和场。
2006-06-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Numerical study of incommensurability of the spiral state on spin-1/2 spatially anisotropic triangular antiferromagnets using entanglement renormalization
对空间各向异性三角晶格上S=1/2反铁磁海森堡模型的基态进行了数值研究,该模型是有机电荷转移盐(Cs2 CuCl 4)三角层上莫特绝缘体的有效模型.我们采用数值变分方法,利用纠缠重整化的张量网络,提高了对量子态的描述能力。在热力学极限下,当J1和J2分别表示链内和链间的耦合常数时,磁基态为0.7 <= J2/J1 <= 1.除了各向同性的情况下(J1=J2),磁结构是螺旋与非公度波矢量,这是不同于经典的。量子涨落削弱了链间的有效耦合,但磁序仍保持在热力学极限。此外,无公度波数与级数展开法的结果也符合得很好。
2012-11-16 cond-mat.str-el
Kagome lattice antiferromagnets and Dzyaloshinsky-Moriya interactions
利用数值关联集团展开和精确对角化方法,研究了面内(D_p)和面外(D_z)Dzyaloshinsky-Moriya(DM)相互作用对kagome晶格上自旋为1/2的海森堡模型热力学性质的影响,并与交换各向异性和稀释等其他微扰的影响进行了对比.我们发现,不同的DM各向异性的组合导致各种各样的热力学行为,这是相当不同的,从大多数其他扰动。我们认为,在ZnCu_3(OH)_6Cl_2材料的磁化率实验中看到的突然上升可以理解的Dzyaloshinsky-Moriya各向异性与D_p> |D_z|。我们还表明,所测得的材料的比热提出了进一步的限制允许DM参数。
2007-11-02 cond-mat.str-el
Quantum Effects and Broken Symmetries in Frustrated Antiferromagnets
我们研究了三角形和$J_1{-}J_2$海森堡反铁磁体基态的阻挫和零点量子涨落之间的相互作用,使用有限尺寸自旋波理论,精确对角化和量子蒙特卡罗方法。在三角形海森堡反铁磁体中,通过系统的尺度分析,我们得到了无隙谱和热力学序参量有限值的有力证据,有限尺寸自旋波结果与精确的和量子的Monte Carlo数据之间的良好的一致性也支持了自旋波的可靠性。波展开来描述三角形海森堡反铁磁体的基态和低能自旋激发。在$J_1{-}J_2$海森堡模型中,我们的结果表明在$J_2/J_1 \simeq 0.4$的热力学激发谱中打开了一个有限的能隙,标志着反铁磁Néel序的熔化和非磁性基态的开始。为了表征后者的量子无序相的性质,我们计算了最重要的晶体对称性破缺算子的可亲性。在有序相中,自旋波理论在再现低能激发谱方面的有效性表明,该模型的均匀自旋磁化率非常接近线性自旋波预测。
2001-12-12 cond-mat.str-el
Quantum and thermal transitions out of the supersolid phase of a 2D quantum antiferromagnet
在二维量子反铁磁体模型中研究了场致超固相的热力学性质。使用量子蒙特卡罗模拟,一个非常丰富的相图绘制出的温度-磁场平面,与扩展的超固体区域的对角线(固体)秩序共存的有限XY自旋刚度(超流体)。超固态的各种量子和热转变的特点。在场致磁化平台材料的背景下的实验结果进行了简要讨论。
2007-06-05 cond-mat.str-el
Thermodynamics of the spin-half square-kagome lattice antiferromagnet
在过去的十年中,人们对正方形格点(也称为手里剑)上的自旋- $1/2$海森堡反铁磁体(HAF)的兴趣一直在增长,它是量子磁性的模型系统,具有量子顺磁基态、饱和场附近的平带物理和量子疤痕。在这里,我们提出了大规模的数值调查的比热$C(T)$,熵$S(T)$以及磁化率$χ(T)$通过有限温度Lanczos方法的系统尺寸的$N=18,24,30,36,42,48$,和$N=54$。我们发现,比热表现出低温肩低于主要的最大值,这可以归因于低洼的单重态激发填充的单重态-三重态间隙,这是显着大于单重态-单重态间隙。这一观察结果还得到了熵$S(T)$的行为的支持,其中曲率的变化仅在大约$T/J=0.2$处出现,与$C$中肩部开始的温度相同。对于磁化率,低位单重态激发是无关的,并且单重态-三重态间隙导致指数激活的低温行为。在$χ(T)$中的最大值被发现在一个相当低的温度$T_{\rm max}/J=0.146$(对于$N=42$)相比,$T_{\rm max}/J=0.935$的未受挫的正方形晶格HAF信号受挫的关键作用,也为易感性。我们发现一个惊人的相似性,我们的平方戈薇数据与相应的戈薇HAF下降到非常低的$T$。的磁化过程具有高原和跳跃和特定的热表现出的特性特性归因于一个平坦的单磁振子带的存在的字段依赖性进行了讨论。
2022-05-04 cond-mat.str-el
Thermodynamics of the $S=1/2$ hyperkagome-lattice Heisenberg antiferromagnet
本文利用高温级数展开、熵方法插值和有限温度 Lanczos 方法研究 S=1/2 超笼目晶格海森堡反铁磁体的热力学,确定其低温比热和磁化率行为,并倾向于支持 α=2 的无能隙基态。
2024-09-03 cond-mat.str-el
Magnetic phase diagram, critical behaviour and 2D-3D crossover in a triangular lattice antiferromagnet RbFe(MoO4)2
本文研究了Heisenberg反铁磁体RbFe(MoO_4)_2的磁性、热力学性质和核磁共振谱。所观测到的序参量、临界指数和整体磁H-T相图的温度依赖性都与2D XY模型的理论预测吻合得很好。低温下比热的温度依赖性表明了从二维反铁磁体的T^2定律特征到三维T^3定律的交叉。
2006-04-06 cond-mat.str-el
Symmetry-broken perturbation theory to large orders in antiferromagnetic phases
本文扩展 connected determinant 算法至自旋对称性破缺情形,实现反铁磁相内的大阶数精确微扰计算,并确定三维半填充 Hubbard 模型的 Néel 相界、临界类及热力学渡越。
2023-06-27 cond-mat.str-el
Frustrated honeycomb-lattice bilayer quantum antiferromagnet in a magnetic field
受抑双层量子磁体作为具有非常规热力学性质的平带自旋系统引起了人们的关注。利用精确对角化和量子蒙特卡罗模拟的有效低能理论,研究了磁场中受抑蜂窝晶格双层自旋各向同性($\frac{1}{2}$)海森堡反铁磁体的低温性质.我们的主要重点是磁化曲线和比热的温度依赖性,表明在高磁场的有限温度相变。
2017-06-24 cond-mat.str-el
Typicality-Based Variational Cluster Approach to Thermodynamic Properties of the Hubbard Model
我们发展了基于热纯量子态方法的变分集团近似方法,并将其应用于哈伯德模型的热力学性质的计算,从而有效地得到了反铁磁相的单粒子激发谱、熵和比热以及序参量与温度的关系.因此,我们表明,在这里开发的方法有一个潜在的权力阐明有限温度的强关联电子系统的性质。
2019-09-20 cond-mat.str-el
One-dimensional Heisenberg antiferromagnet in which two S=1/2 and two S=1 spins are arranged alternatively
本文用量子Monte Carlo方法和解析估计方法研究了一维海森堡反铁磁体的基态和热力学性质,其中两个自旋S=1/2和两个自旋S=1交替排列.研究发现,系统的基态经历了一个二级相变,伴随着能隙的消失。
1997-12-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Signature of a randomness-driven spin-liquid state in a frustrated magnet
电子的集体行为,挫折诱导量子涨落和量子材料中的纠缠是一些新兴的量子现象与奇异的准粒子激发,是高度相关的技术应用。在此,我们提出了我们的热力学和μ子自旋弛豫测量,补充从头算密度泛函理论和精确的对角化结果,在最近合成的阻挫反铁磁体Li 4CuTeO 6,其中Cu 2+离子(S = 1/2)构成无序的自旋链和梯子沿晶体学[101]方向与弱随机链间耦合。我们的热力学实验既没有检测到长程磁有序,也没有自旋冻结到45 mK,尽管存在强烈的反铁磁相互作用的Cu 2+的时刻,导致一个大的有效居里-外斯温度为-154 K。μ子自旋弛豫结果与热力学结果一致。的温度和磁场缩放的磁化强度和比热揭示了一个数据崩溃指向的无序驱动的相关和动态的基态在这个沮丧的反铁磁体内的随机单重态的存在。
2022-03-03 cond-mat.str-el
Specific heat and susceptibility of S=1/2 antiferromagnets on square, triangular, and kagome lattices
University of Tokyo(东京大学)
本文研究了二维正方形、三角形和科赫洛梅晶格中S=1/2反铁磁体的温度依赖性热力学性质,通过正弦平方变形方法计算了比热和磁化率,并发现科赫洛梅晶格在低温下比热表现出肩峰或双峰结构,而磁化率在低温范围内显著增强。
2026-05-17 cond-mat.str-el