Geometrically frustrated antiferromagnets: statistical mechanics and dynamics
这些课堂讲稿的目的是提供一个简单的概述的物理学的几何挫折磁铁。重点是经典和半经典治疗的统计力学和动力学的挫折海森堡模型,并在其中的结果提供了一些主要的观察到的性质,这些系统的理解方式。
2009-01-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
An essentially geometrically frustrated magnetic object: an exact solution
从典型的几何挫折磁性物体-等边三角形和四面体-我们考虑一个假想的对象:一个多维四面体的自旋$1/2$在每个顶点和相等的海森堡磁交换沿每个边缘。多粒子的情况下,通过设置维数$d$到高的数字,从而提供了可能的最几何挫折磁系统。这个问题有一个精确的解决方案,为每个$d$,通过简单的学生级的方法获得。结果,这个假想的物体在$d\to{}\infty$上清楚地展示了真实几何阻挫磁系统的所有特征:高度简并的基态;没有磁相变;精确到$T\to{}0$的居里-外斯行为;以及每一个自旋的交换能量非常小。
2015-04-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Disorder from Disorder in a Strongly Frustrated Transverse Field Ising Chain
我们研究了一维共角三角形链,沿其键具有反铁磁伊辛相互作用。经典上,这个系统在T = 0时具有广泛的熵和指数衰减的自旋相关性。我们表明,通过横向磁场引入量子动力学消除了熵,并打开了一个间隙,但留下的基态无序在所有值的横向场,从而提供了一个模拟的“无序无序”的情况下首先提出的安德森和Fazekas在他们的搜索共振价键态。我们的结论依赖于精确的对角化计算以及对大横场极限的14阶级数展开的分析。这个测试表明,级数方法可以用来寻找其他情况下的量子无序态在挫折横向磁场磁铁在更高的维度。
2000-05-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Microscopic Properties of Quantum Annealing -- Application to Fully Frustrated Ising Systems
本文研究了完全阻挫Ising自旋系统的量子涨落效应。量子退火被认为是寻找优化问题基态的有效方法。然而,尚不清楚何时使用量子退火。为了阐明量子退火何时起作用,我们必须研究量子退火的微观性质。在完全阻挫的伊辛自旋系统中,存在宏观简并的基态。当我们将量子退火应用于完全阻挫系统时,我们不能以相同的概率获得每个基态。这种性质与“无序有序”是一致的,这是众所周知的机制在挫折系统。
2011-06-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Spin Freezing in Geometrically Frustrated Antiferromagnets with Weak Disorder
我们调查的后果几何挫折反铁磁体弱无序的强度交换相互作用。以经典海森堡反铁磁体与最近邻交换的烧绿石晶格为模型,我们研究低温行为。我们发现,随机交换产生的广泛简并的基态的清洁系统内的远程有效的相互作用。利用蒙特卡罗模拟,我们发现一个自旋玻璃转变的温度设置的无序强度。这种类型的混乱,这是由随机应变产生的磁弹性耦合的存在下,可以解释在许多几何挫折磁铁中观察到的自旋冻结。
2006-12-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum Field Induced Orderings in Fully Frustrated Ising Spin Systems
研究了完全阻挫伊辛自旋系统中量子涨落引起的有序机制。由于阻挫系统中存在大量的简并态,在熵效应的作用下,常常发生“热无序有序”。为了研究完全阻挫伊辛自旋系统中的“量子无序有序”,我们将横场看作量子涨落。在每个子晶格中存在铁磁关联。由于横向场的存在,零温下的亚晶格关联被放大。量子涨落增强了零温下的固体有序性。这是一个在完全受挫系统中量子场诱导有序的例子。我们还研究了横向场诱导重入行为作为另一种量子无序有序的情况,并比较了经典系统中相应的情况。
2010-03-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Ground-state Entropy of the Ising model on a Frustrated lattice
University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校);Ecole Polytechnique Federale de Lausanne(洛桑联邦理工学院)
研究伊辛模型在受挫晶格中的基态熵,并探讨其一般化模型中零温允许配置约束的连续去除
2026-05-19 cond-mat.stat-mech
Thermal entanglement of a geometrically frustrated spin-1 Heisenberg diamond cluster
在精确对角化方法的框架下,通过计算纠缠负性的度量,研究了自旋为1的几何阻挫Heisenberg金刚石团簇的热纠缠。计算的精确的分析结果被应用,以获得理论预测的双组分热纠缠的四核镍配合物[Ni 4(CO 3)2(aetpy)8](ClO 4)4(aetpy = 2-氨乙基-吡啶)对升温和磁场的鲁棒性。
2023-01-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Cluster algorithms for frustrated two dimensional Ising antiferromagnets via dual worm constructions
我们报告两个双蠕虫结构的发展,导致集群算法的有效和遍历蒙特卡罗模拟沮丧的伊辛模型与任意两个自旋相互作用,扩展到第三邻居的三角晶格。这些算法之一很容易推广到其他受挫的系统,如伊辛反铁磁体的戈薇晶格与进一步的邻居耦合。我们的特点,这两种算法的性能在一个具有挑战性的制度,在有限波矢量的幂律相关性。
2016-12-02 cond-mat.stat-mech
A generalized Monte Carlo loop algorithm for frustrated Ising models
我们引入了一个广义环移动(GLM)更新的蒙特卡罗模拟的挫折伊辛模型的二维晶格与键共享的格子。GLM更新的目的是提高蒙特卡罗采样效率时,系统的低能态包括大量的简并或近简并自旋配置,由大的能量障碍,单自旋翻转分开。通过对几个受挫折的伊辛模型的实施,我们证明了GLM更新的有效性的情况下,在退化和近退化的配置集在低温下是有利的。GLM更新的潜力,可以直接扩展到不同的晶格和自旋相互作用,使它能够很容易地采用许多其他沮丧的物理相关的伊辛模型。
2010-07-21 cond-mat.stat-mech
Ground-state phase diagram of geometrically frustrated Ising-Heisenberg model on doubly decorated planar lattices
利用广义修饰迭代变换研究了双修饰平面晶格上自旋1/2和自旋1的混合Ising-Heisenberg模型的基态相图.主要的注意力是致力于比较的基态性质的量子伊辛海森堡模型和它的半经典伊辛模拟。
2007-08-30 cond-mat.stat-mech
Multiple Field-Induced Phase Transitions in a Geometrically-Frustrated Dipolar Magnet - Gd2Ti2O7
场驱动的相变通常源于塞曼能量与交换或晶场各向异性之间的竞争。在这里,我们提出了一个受挫的烧绿石磁体Gd 2 Ti 2 O 7,其中晶体场分裂是小的偶极能量相比,相图。我们发现零温度临界场和那些从平均场模型得到的很好的协议。在这里,偶极相互作用耦合的真实空间和自旋空间,所以在Gd 2 Ti 2 O 7的转变产生的场诱导的“合作各向异性”,反映了破碎的烧绿石晶格的空间对称性。
2001-12-03 cond-mat.stat-mech
Relaxation at finite temperature in Fully-Frustrated Ising Models
本文用蒙特卡罗模拟研究了三角晶格上反铁磁伊辛模型和正方晶格上全阻挫伊辛模型顺磁相的弛豫。在对比以前的研究第二个模型,我们表明,自旋-自旋关联函数不衰减与拉伸指数法在低温下,但这两个模型显示指数衰减与对数校正被解释为签名的拓扑缺陷。
2011-12-20 cond-mat.stat-mech
Flat Energy-Histogram Simulation of the Phase Transition in an Ising Fully Frustrated Lattice
本文用Ising自旋模型研究了所谓的全阻挫简单立方晶格的相变。我们在这里使用的Monte Carlo方法与平坦的能量直方图Wang-Landau技术,这是非常强大的检测弱一级相变。我们表明,相变显然是一阶的,提供了一个明确的答案25年前提出的问题。
2011-01-03 cond-mat.stat-mech
Logarithmic corrections in the aging of the fully-frustrated Ising model
利用蒙特卡罗模拟研究了临界二维全阻挫伊辛模型的动力学行为.的动态指数估计在平衡,并示出是兼容的值$z_c=2$。在第二步中,在顺磁相中制备系统,然后在其临界温度$T_c=0$下淬灭。数值证据的存在对数修正的老化制度。这些修正可能与在其他完全受挫模型中观察到的拓扑缺陷有关。对于在$T_c=0$淬灭的伊辛链,估计自相关指数为$λ=d$。
2008-05-28 cond-mat.stat-mech
Geometrically Frustrated Systems which are as Singles Hotter Than in Company
本文证明热弱耦合且处于负玻尔兹曼温度的几何受挫系统系综比单体更冷,并通过区分玻尔兹曼与正则温度梯度解决热力学第二定律的挑战。
2024-06-04 cond-mat.stat-mech
Notes on resummation-based quantum Monte Carlo vis-à-vis sign-problematic Heisenberg models on canonical geometrically frustrated lattices
本文指出基于重求和的量子蒙特卡洛方法无法减轻典型几何阻挫晶格上海森堡反铁磁模型的符号问题,但证明其更新具有遍历采样优势,为设计更好的阻挫磁体算法提供了思路。
2022-06-20 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el physics.comp-ph
Magnetization curves of geometrically frustrated exchange-biased FM/AFM bilayers
该研究在平面Heisenberg模型框架下分析三角晶格铁磁/反铁磁双层膜的几何阻挫效应,得到磁化曲线与相图,发现水平平台、磁滞回线分裂现象,证实硬磁反铁磁体系统会产生交换偏置。
2017-03-15 cond-mat.stat-mech
Short-Time Dynamics of the Three-Dimensional Fully Frustrated Ising Model
用短时动力学方法研究了简单立方晶格上三维全阻挫伊辛模型从低温有序态的临界弛豫.本文研究了具有周期边界条件的含N = 262144个自旋的粒子。已通过标准Metropolis Monte Carlo算法进行计算。得到了静态临界磁化强度指数和关联半径。计算了所研究模型的动态临界指数。
2016-11-09 cond-mat.stat-mech
Fully Frustrated Ising System on a 3D Simple Cubic Lattice: Revisited
利用广泛的蒙特卡罗模拟,我们阐明了三维简单立方Ising全阻挫系统的临界行为。我们发现两个转变温度和两个长程有序相。在目前的数值精度范围内,发现高温下的相变是二级的,我们用有限尺寸标度方法提取了标准临界指数。另一方面,在较低温度下的转变被发现是一级。有人认为,熵起着决定低温状态的主要作用。
1998-10-13 cond-mat.stat-mech
Microphase Separation and modulated phases in a Coulomb frustrated Ising ferromagnet
我们研究了一个三维伊辛模型,在该模型中,由于短程铁磁相互作用而导致的有序趋势被竞争的长程(库仑)相互作用所挫败。完整的铁磁有序是不可能的任何非零值的挫折参数,但该系统显示了各种阶段的特征在于周期性调制的结构。我们已经进行了广泛的蒙特卡罗模拟,提供了强有力的证据,顺磁相和调制相之间的微相分离过渡是一个波动诱导的一级转变。当进一步降低温度时,也可能发生向各种相称相的额外转变。
1998-09-18 cond-mat.stat-mech
Spontaneous order in the highly frustrated spin-1/2 Ising-Heisenberg model on the triangulated Kagome lattice due to the Dzyaloshinskii-Moriya anisotropy
通过建立与Kagome格点上自旋1/2伊辛模型的精确映射,精确求解了三角化Kagome格点上自旋1/2的伊辛-海森堡模型.结果表明,无序的自旋液体状态,否则发生在基态的挫折自旋系统的假设,有足够强的反铁磁内三聚体相互作用,被消除的基态的任意但非零的Dzyaloshinskiii-Moriya各向异性。
2008-06-16 cond-mat.stat-mech
Frustrated Ising model on the garnet lattice
我们研究了石榴石晶格上由角共享三角形组成的阻挫伊辛自旋系统。利用热浴算法的蒙特卡罗模拟,讨论了有限温度下的磁性。结果表明,具有最近邻耦合的石榴石自旋系统在零温度下不发生任何磁跃迁,产生大的剩余熵。我们还研究了长程偶极相互作用的影响,系统地确定了伊辛模型在石榴石晶格上的相图。我们发现,出现了各种不同的阶段取决于远程相互作用的截止长度,在对比烧绿石自旋冰系统。
2004-02-24 cond-mat.stat-mech
Quantum Annealing and Quantum Fluctuation Effect in Frustrated Ising Systems
量子退火方法与模拟退火一样,被认为是求解最优化问题最优解的有效方法,在统计物理和信息科学领域受到了广泛的关注。量子退火方法起源于量子统计物理学。这是模拟退火的一种替代方法,模拟退火被广泛应用于许多优化问题。在模拟退火中,我们通过逐渐降低温度(热波动)来获得优化问题的解。相反,在量子退火中,我们逐渐减小量子场(量子涨落)并获得解。在本文中,我们回顾了如何实现量子退火,并显示了一些在挫折伊辛自旋系统的量子涨落效应。
2012-02-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Frustrated Ising Model on a Diamond Hierarchical Lattice
研究了钻石等级格点上的阻挫伊辛模型.我们得到了该模型的精确配分函数,并计算了相变温度、比热、熵、磁化强度和铁磁关联函数。取决于给定挫折的参数的大小,存在三种类型的基态:铁磁性,具有高度发达的短程有序的经典自旋液体,顺磁性。零温度熵对阻挫参数的依赖关系有无限个步骤。随着温度和熵损失的降低,比热随温度的变化呈现出多个峰。在低温下的主导自旋配置也被指定。
2009-05-11 cond-mat.stat-mech
Is order-by-disorder present or absent in a highly frustrated region of the spin-1/2 Ising-Heisenberg model on triangulated Husimi lattices?
将广义星三角变换与精确递推关系相结合,精确求解了三角化Husimi格点上自旋为1/2的几何阻挫Ising-Heisenberg模型.基态和有限温度相图严格计算随着两个亚晶格磁化的伊辛和海森堡自旋。结果表明,在具有两个或三个相互连接的三角形中三角形单元的三角形Husimi晶格上的Ising-Heisenberg模型在高阻挫区域表现出与温度无关的量子无序,而在具有更大连接性的三角形中三角形单元的三角形Husimi晶格上的Ising-Heisenberg模型在足够低的温度下表现出由于无序有序机制而产生的杰出的量子有序.量子有序态中两个子晶格磁化强度的量子约减随Husimi晶格配位数的增加而逐渐减小。
2015-03-06 cond-mat.stat-mech
Correlation functions and properties of local distributions of frustrated phases in the ground state of a dilute Ising chain in a magnetic field
本文通过稀释伊辛链研究阻挫态对外场的响应,提出一维自旋模型到马尔可夫链的映射,以分析关联函数与局域分布性质。
2024-11-11 cond-mat.stat-mech
Bad metallic transport in geometrically frustrated models
本文研究了三角格子上一类相互作用尺度远大于单粒子带宽的几何阻挫模型的输运性质。从可以精确求解的仅相互作用极限出发,分析了单粒子跳跃中的输运和热力学行为随填充和温度的变化。在一个广泛的中间温度范围内,我们发现的直流电阻率随温度线性缩放的证据,并与典型值远远超过量子电阻,$h/e^2$。在一个序列的相称的填充,坏的金属制度最终跨越到相互作用引起的绝缘相在低温的限制。我们讨论了我们的研究结果的相关性,在冷原子和云纹异质结为基础的平台的实验。
2021-05-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Invariant Energy Levels and Flat Band Engineering in a Kondo Lattice Model on Geometrically Frustrated Lattices
我们证明了在Kondo晶格模型中,在孤立的完全图(如三角形和四面体)上存在不变的能级。这些能级总是具有固定的本征能量$t \pm J/2$,而与局域矩的配置无关($t$是传导电子的转移积分,$J$是自旋-电荷耦合常数)。我们还扩展到几何挫折格的分析,使用完全图作为基本的积木。我们表明,不变的能级的建设规则导致的局域化状态的存在条件,如果该模型是基于三角形的线图,如一个kagome晶格定义。我们进一步提出了一个工程的孤立的平带的时间反演对称性破缺,这是从其他色散带与有限的能隙分开的过程。
2013-10-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Thermodynamic and magnetocaloric properties of geometrically frustrated Ising nanoclusters
本文用精确计数法研究了具有几何阻挫的特定形状和尺寸的伊辛自旋团簇的热力学和磁热性质。在基态,磁化强度和熵随外加磁场的变化呈现出阶梯式的变化。台阶的数量、宽度和高度取决于簇的形状和大小。虽然磁化平台高度的特征总是增加的,但熵不一定是场的递减函数,正如人们所期望的那样。对于选定的集群显示出一些有趣的基态性质,计算扩展到有限的温度下的能量磁化空间中的状态密度的精确枚举。重点讨论了零场中熵、比热、磁化率等热力学量的特殊行为。在有限领域的各种热力学函数的温度场参数平面和特别注意的情况下,表现出增强的磁热效应进行了研究。有限团簇上的精确结果与从蒙特卡罗模拟得到的热力学极限行为进行了比较。
2014-06-21 cond-mat.stat-mech
Magnetization process and magnetocaloric effect in geometrically frustrated Ising antiferromagnet and spin ice models on a `Star of David' nanocluster
采用精确计数法研究了具有“大卫之星”拓扑结构的纳米团簇上几何阻挫反铁磁伊辛(IA)和铁磁自旋冰(SI)模型的磁性和磁热性质,包括次近邻(NNN)相互作用.在各自的模型的特征方向上施加的外场中,根据NNN相互作用的符号和幅度,IA模型的基态磁化被发现显示多达三个中间平台在分数值的饱和磁化,而SI模型仅显示一个零磁化平台,并且仅用于反铁磁NNN耦合。在IA模型中,NNN相互作用要么不存在,要么等于最近邻耦合,揭示了巨磁热效应。后者的特点是突然的等温熵变在低温和无限快的绝热温度变化的特定熵值的过程中,当磁场要么消失,或倾向于与磁化跳变的临界值。
2017-03-22 cond-mat.stat-mech
Structural phase transitions in geometrically frustrated antiferromagnets
研究了具有磁弹性耦合的几何阻挫反铁磁体。这些系统中的挫折可以通过结构转变到具有降低的晶格对称性的低温相来缓解。我们研究这种转变的统计力学和淬火无序的影响,使用蒙特卡罗模拟的经典海森堡模型的烧绿石晶格耦合均匀的晶格畸变。该模型具有立方,顺磁高温相和四重,尼尔有序的低温相之间的过渡。它不支持自旋-佩尔斯相,这是朗道理论中预测的一种额外的可能性,并且由于与朗道理论的对称性分析无关的原因,跃迁是一阶的。淬火无序稳定的立方相,我们发现一个相图作为温度和无序强度的函数类似于ZnCdCrO中观察到的。
2008-06-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Geometrically frustrated Ising-Heisenberg spin model on expanded Kagomé lattice
在这里,我们考虑扩展的Kagomé晶格中的伊辛-海森堡模型,也称为三角形-十二边形(3-12)或星形晶格。这个模型仍然可以理解为一个装饰的蜂窝格子。假设海森堡自旋位于三角形的顶点,而其他自旋是伊辛型的。因此,通过装饰变换技术,该模型等价于有效的Kagomé Ising格。因此,这意味着该模型是完全可解的,因此我们可以研究该模型的最相关性质。类似于零温相图,呈现出阻挫相、铁磁相、经典亚铁磁相和量子亚铁磁相。我们观察到海森堡自旋交换相互作用对阻挫相的影响,但我们严格验证了阻挫的大小和起源与反铁磁Ising Kagomé晶格相似。同样,也可以获得模型的热力学性质,例如作为哈密顿参数和模型的自发磁化的依赖性的临界温度。此外,我们还研究了模型的熵,确定了模型在阻挫区的剩余熵。甚至我们将比热行为作为温度依赖性来分析,以处理相变。
2018-10-30 cond-mat.stat-mech
Spin-state ice in geometrically frustrated spin-crossover materials
自旋交叉材料含有可以进入两种自旋态的金属离子:一种是低自旋(LS),另一种是高自旋(HS)。我们提出,受挫的弹性相互作用可以引起自旋态冰-物质的相位没有长程序,其特征在于由本地约束或“冰规则”。自旋态冰的低能物理学是由一个无发散的规范场描述的,规范场与拓扑激发之间有一个间隙,拓扑激发是自旋在LS和HS态自旋之间的中间部分被分解的准粒子。
2019-02-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Effect of vacancy defects on geometrically frustrated magnets
淬火无序可能会阻止广泛寻求的量子自旋液态(QSL)的形成,或者通过诱导自旋玻璃态来掩盖它们的特征,这就是为什么相当多的实验努力都是针对纯化可能拥有QSL的材料。然而,在几何受挫(GF)磁铁,最大的一类材料,其中QSL寻求,玻璃化转变温度$T_g$增长的空位缺陷的密度降低,伴随着同时增长的磁化率。在本文中,我们发展了一个唯象理论的玻璃化转变和磁化率在三维几何挫折(GF)磁性材料。我们考虑一个GF磁体模型,其中玻璃化转变发生在没有空位的情况下,例如,由于其它类型的淬火无序。我们表明,无序,创造弱的局部扰动,例如弱随机应变,导致的转变温度$T_g$的增长。相比之下,对于较小的空位浓度,空位会降低$T_g$。空位存在的另一个后果是产生准自旋,即位于空位附近的有效磁矩,其与体自旋一起对系统的磁化率做出贡献。我们发现,增加空位密度导致的总磁化率的增加。
2022-10-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Frustrated Ising model on the Cairo pentagonal lattice
通过直接装饰变换方法,我们得到了五角伊辛模型的一般解,证明了它与各向同性自由费米子八顶点模型的等价性.我们研究了基态相图,其中发现了一个铁磁(FM)态、一个亚铁磁(FTM)态和一个阻挫态,利用五角形伊辛模型的精确解,我们讨论了有限温度相图,发现了FTM态和无序态之间的相变以及无序态和FM态之间的相变.我们还讨论了该模型在有限温度和低温渐近极限下的一些额外的显著性质,如磁化强度、熵和比热。由于受抑相和铁磁相之间的二级相变的影响,我们得到了令人惊讶的低值的熵和比热,直到达到临界温度。
2012-11-26 cond-mat.stat-mech
Phase transitions of geometrically frustrated mixed spin-1/2 and spin-1 Ising-Heisenberg model on diamond-like decorated planar lattices
在广义装饰迭代变换的框架下,研究了自旋为1/2和自旋为1的混合Ising-Heisenberg模型在多个相互连接的菱形平面格子上的相变.主要的注意力是支付系统的研究有限温度相图的依赖于晶格拓扑结构。混合量子经典伊辛-海森堡模型的临界行为进行了比较,其半经典伊辛类似物的相关行为。结果表明,这两种模型的钻石状装饰平面晶格表现出惊人的临界行为,包括重入相变。晶格配位数越高,可以检测到越明显的再进入。
2011-06-23 cond-mat.stat-mech
Theoretical Study of the Frustrated Ising Antiferromagnet on the Honeycomb Lattice
本研究用含关联的有效场理论,探究次次近邻反铁磁作用对蜂窝晶格阻挫自旋-1/2 J₁-J₂-J₃伊辛反铁磁体的影响,发现特定J₃<0区域存在三临界点,对应奈尔反铁磁-顺磁相界上的二级到一级相变转变。
2016-09-20 cond-mat.stat-mech
Phase transitions in a frustrated Ising antiferromagnet on a square lattice
在有效场论的框架内,研究了具有第一($J_1 < 0$)和第二($J_2 < 0$)最近邻相互作用的阻挫伊辛方反铁磁体在大范围$R = J_2/|J_1|$下的相变.尽管该模型简单,但已证明难以精确地确定相变的顺序。与以前的有效场研究相反,我们在靠近$R = -0.5$的区域发现了一个一级跃迁线,不仅在超反铁磁和顺磁($R<-0.5$)之间,而且在反铁磁和顺磁($R>-0.5$)之间。
2015-03-17 cond-mat.stat-mech
Critical properties of the frustrated Ising model on a honeycomb lattice: A Monte Carlo study
用标准Monte Carlo和平行回火模拟方法研究了蜂窝晶格上最近邻$J_1$和次最近邻$J_2$相互作用的$J_1-J_2$伊辛模型的临界态和高阻挫态的动力学性质.相边界被确定为$R \equiv J_2/|J_1| \in [-1/4,0]$内的顺磁和铁磁状态之间的相变的耦合比的函数。据证实,至少对于$R \geq -0.2$的过渡仍然是二阶的,并符合标准的伊辛普适类。在$R < -0.2$的高度受抑状态和低温下,系统倾向于冻结到亚稳畴态,由大的能量势垒隔开,其显示出极其缓慢的动力学。由此产生的巨大的平衡和自相关时间阻碍了临界性质的分析,因此该地区的过渡性质仍有待确定。
2021-03-02 cond-mat.stat-mech
New ordered phase in geometrically frustrated generalized $XY$ model
利用蒙特卡罗模拟研究了三角晶格上具有反铁磁(AFM)和三阶反电磁(AN 3)耦合的几何阻挫广义$XY$模型的临界性质.结果发现,这样的推广导致相图由三个不同的准长程有序(QLRO)相。与二阶反铁磁(AN 2)耦合模型相比,该模型除了分别出现在较强的AFM和AN 3相互作用范围内的AFM相和AN 3相外,还包含了一个额外的复杂倾斜反铁磁(CAFM)相.它出现在较低的温度下,楔入AFM和AN 3相之间,作为AFM和AN 3耦合之间的竞争的结果,这在具有AN 2耦合的模型中不存在。AFM-CAFM和AN 3-CAFM相变分别属于弱Ising普适类和弱三态Potts普适类。此外,所有三个QLRO阶段还具有真正的LRO的标准和广义的手征,这两个同时消失在二阶相变与非伊辛临界指数和临界温度略高于磁和无序有序-无序转变温度。
2020-07-07 cond-mat.stat-mech
Classical-Quantum Mappings for Geometrically Frustrated Systems: Spin Ice in a [100] Field
某些具有强局部约束的经典统计系统会表现出库仑相,其中长程关联函数具有幂律形式。从这些到有序相的连续转变不能用Landau-Ginzburg-Wilson理论的简单应用来描述,因为这两个相都不是热无序的。我们提出了一种替代方法,这样的系统的临界理论,基于映射到一个量子问题,在一个更少的空间维度。我们应用这种方法自旋冰,具有几何挫折的磁性材料,表现出库仑相和连续过渡到有序状态的存在下,施加在[100]方向的磁场。
2008-05-22 cond-mat.stat-mech
Ashkin-Teller criticality and weak-first-order behavior of phase transition to four-fold degenerate state in two-dimensional frustrated Ising antiferromagnets
利用蒙特卡罗模拟研究了二维Shastry-Sutherland格点上受抑伊辛模型的四重简并相(格形态和单条纹态)的热相变.分别在具有元胞相和单个条纹相的参数区域中识别出临界Ashkin-Teller行为。基于有限尺寸标度分析,估计了区分连续跃迁和一阶跃迁的四态Potts临界端点。此外,在各向异性三角形伊辛模型中也观察到了类似的四重单条纹相转变行为。因此,这项工作清楚地表明,过渡到四重简并态的二维伊辛反铁磁体表现出类似的过渡行为。
2017-06-16 cond-mat.stat-mech
Duality relation for frustrated spin models
我们考虑任意平面图和格子上的离散自旋模型与挫折的相互作用。我们首先分析了含阻挫斑的伊辛模型。我们用代数方法推导出一个伊辛模型的一些格点受挫有一个对偶,这是一个外部场$iπ/2$施加到对偶网站集中在受挫格点的伊辛模型。在所有格元都受挫的情况下,这导致了已知的结果,即对偶模型具有均匀场$iπ/2$,其配分函数可以在规则晶格的热力学极限中进行评估。分析扩展到一个波茨自旋玻璃与类似的结果。
2002-11-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
Itinerant electrons on dilute frustrated Ising lattices
我们认为流动的无自旋费米子是在一个稀的二维阻挫伊辛系统中占据空位的运动缺陷。费米子通过本地自旋涨落相互作用,我们分析耦合自洽的平均场方程的格林函数后,表示的自旋和费米子运营商的格拉斯曼变量。比热和有效质量进行了分析与解决方案,满足对称性所施加的耦合布局。在低温下,我们发现,这些解决方案诱导条纹沿线的耦合具有相同的符号,并且,低费米子密度产生一个小的有效质量。
2021-10-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Tensor Renormalization-Group study of the surface critical behavior of a frustrated two-layer Ising model
Université de Lorraine(洛林大学);CNRS(法国国家科学研究中心)
本研究通过张量重整化组方法,揭示了摩擦两个层伊辛模型中表面临界行为的特征,发现其表面磁缩放维度存在对偶关系。
2026-01-07 cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of strongly frustrated magnet in a field: Ising antiferromagnet on triangular Husimi lattice
一些强阻挫磁体,如“自旋冰”化合物,即使在磁场存在下,也不能在有限温度下产生任何磁序。它们仍然具有与场致基态跃迁有关的非常不寻常的低温热力学性质。在这里,我们表明,这种特殊的热力学的一般定性图片可以得到反铁磁伊辛模型的三角形Husimi晶格。该模型的分析结果表明,磁平台,熵尖峰,交叉点和磁化率和比热行为的特殊性,反映了基态跃迁的存在。这些强烈挫败感的特征可能有助于寻找新的挫败磁铁和解释实验数据。
2010-05-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
High field properties of geometrically frustrated magnets
在饱和场之上,几何阻挫量子反铁磁体具有对应于局域自旋翻转模式的无色散低能激发分支。到部分磁化状态的转变通过无限多个自由度的凝聚发生。在相变以下的基态是磁振子晶体,其仅破坏平移对称性并保持关于场方向的自旋旋转。我们给出了一个详细的评论,最近的工作,这种相变的物理和目前进一步的理论发展。具体来说,低能量自由度的自旋1/2 kagomé反铁磁体映射到一个硬六边形气体的三角形晶格。这样的映射允许从硬六边形气体的精确解获得量子kagomé反铁磁体的磁热力学的定量描述。特别是,我们发现在过渡到磁振子晶体状态的确切的临界行为,在饱和场的熵的普适值,以及在温度和场的比热依赖性的峰值的位置。提出了一种类似的映射方法,将双链映射到链上的经典硬二聚体模型上。几何阻挫磁体在饱和磁场下的有限宏观熵导致大的磁热效应。
2005-07-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Thermal entanglement in the mixed-spin Ising-Heisenberg double sawtooth frustrated ladder
研究了低温下混合自旋-(1,1/2)Ising-XXZ双阶梯中自旋-1/2间隙海森堡二聚体间的纠缠.在这里,我们考虑了一个循环的四自旋交换相互作用在每个块的正方形元格,并研究这种惊人的相互作用的影响自旋-1/2间隙二聚体之间的二体纠缠。有趣的是,我们观察到一个显着的差异,在并发行为方面的循环四自旋交换相互作用和磁场。此外,临界点处的共存消失的变化与间隙海森堡二聚体的各向异性参数的变化。
2018-03-16 cond-mat.stat-mech
Mean Field Critical Behaviour for a Fully Frustrated Blume-Emmery-Griffiths Model
我们对伊辛格子气上的完全阻挫伊辛自旋模型进行了平均场分析。这相当于一个退化的Blume-Emery-Griffiths模型与挫折,我们分析了不同的四极相互作用的值。该模型对研究结构玻璃及相关无序系统具有一定的参考价值。
2000-04-07 cond-mat.stat-mech
Quantum dynamics in frustrated Ising fullerenes
本文在具有共振二聚体的富勒烯 Ising 模型中实验展示量子涨落对简并基态流形的解除,并以其为基准验证多代超导量子退火器性能的显著提升。
2025-05-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Tricritical behaviour of the frustrated Ising antiferromagnet on the honeycomb lattice
我们使用有效场论和基于不同团簇尺寸的关联来研究蜂窝晶格上的阻挫伊辛反铁磁体的相图,其中最近邻自旋对之间的强度$J_1 < 0$和次最近邻自旋对之间的强度$J_2 < 0$具有各向同性相互作用。我们目前的结果作为阻挫参数$R = J_2 /|J_1|$的函数的基态能量。我们发现团簇的大小对相图中三临界点的存在和位置有很大的影响,在三临界点处,相变从二级转变为一级。
2016-06-16 cond-mat.stat-mech
Anisotropic melting of frustrated Ising antiferromagnets
磁性挫折和维数在确定磁性长程序的性质以及它在高于有序转变$T_N$的温度下如何熔化方面起着重要作用。在这项工作中,我们使用大规模的蒙特卡罗模拟来研究在二维空间中一类阻挫伊辛自旋模型中的这些现象。我们发现,熔融的磁性长程序到一个各向同性的气体类顺磁体收益通过一个中间阶段,经典的自旋保持各向异性相关。这种相关的顺磁体存在于$T_N < T < T^\ast$的温度范围内,其宽度随着磁挫折的增长而增加。这个中间阶段的特点是典型的短程相关性,然而,该模型的二维性质允许一个额外的异国情调的功能-形成一个不相称的液体状相与代数衰减自旋相关性。磁序的两阶段熔化是通用的,并且与许多具有大(基本上经典)自旋的受抑准2D磁体有关。
2021-12-31 cond-mat.stat-mech
Exact Ground States of Frustrated Spin-1 Ising-Heisenberg and Heisenberg Ladders in a Magnetic Field
本文利用梯阶总自旋局域守恒严格求解阻挫自旋-1 Ising-Heisenberg双腿梯基态,并与DMRG所得全Heisenberg梯相图比较,发现二者均具有1/4、1/2和3/4磁化平台。
2013-05-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el