Spin liquid phase in the semiclassical theory of the Heisenberg model on an anisotropic triangular lattice with ring exchange
利用线性自旋波理论研究了在$T = 0$处交换环的各向异性三角晶格上的$S = 1/2$ Heisenberg模型的基态性质和磁激发.经典的,我们发现稳定的Néel,螺旋和共线磁有序相。在将量子涨落纳入模型后,线性自旋波理论表明,环交换在相图中诱导了一个大的量子无序区域,完全消除了经典稳定的共线相位。这三个模型的自旋波谱分析表明,在完整的模型中观察到的大自旋液相是竞争的经典订单的直接表现。为了理解这些竞争阶段的起源,我们引入模型,其中无论是四个自旋贡献环交换,或由于环交换的海森堡项的重整化被忽略。我们发现,这两个术语适用于完全不同的物理学。
2014-04-03 cond-mat.str-el
Determination of the exchange energies in Li2VOSiO4 from a high-temperature series analysis of the square lattice J1-J2 Heisenberg model
我们提供了Melzi等人关于Li 2 VOSiO 4的磁化率和比热数据的高温膨胀(HTE)[Phys. Rev. B 64,024409(2001)]。在交换能J_1 =1.25 ± 0.5K和J_2 =5.95 ± 0.2K的正方晶格上,用J_1-J_2海森堡模型很好地再现了这些数据。比热Cv^{max}(T_{max})的最大值由基于HTE的改进方法获得,作为J2/J1的函数。
2003-02-27 cond-mat.str-el
Alternating-spin S=3/2 and sigma=1/2 Heisenberg chain with three-body exchange interactions
共线经典自旋组态的提升以及量子自旋最近邻聚集趋势的增强是海森堡自旋系统中令人沮丧的各向同性三体交换相互作用的典型特征。基于数值密度矩阵重整化群计算,我们证明了在由S=3/2和sigma=1/2两个自旋格点交替构成的海森堡链中,这些额外的相互作用可以产生许多特定的量子自旋态,包括部分极化亚铁磁态以及双简并的非磁带隙相.在相图的非磁性区域,该模型描述了自旋1和自旋2的Haldane型状态之间的交叉。
2016-01-20 cond-mat.str-el
Calculation of the exchange constants of the Heisenberg model in the plane-wave based methods using the Green's function approach
提出了一种基于平面波方法计算海森堡模型交换参数的方法。该计算方案基于格林函数法和Wannier函数投影技术。它是在赝势方法的框架内实现的,并在NiO、FeO、Li2MnO3和KCuF3等材料上进行了测试。所得到的交换常数与NiO和KCuF3的总能量计算和实验估计值吻合得很好。在FeO的情况下,我们的计算解释了内尔温度的压力依赖性。Li_2MnO_3是一种具有反铁磁最近邻交换的Slater绝缘体。所提出的方法提供了一种独特的方式来分析磁相互作用,因为它允许一个计算轨道的贡献,总的交换耦合和研究的交换耦合的机制。
2015-06-08 cond-mat.str-el
Effect of random antiferromagnetic exchange on the spin waves in a three-dimensional Heisenberg ferromagnet
本研究利用中子散射和密度泛函理论计算,发现La取代引入的自旋交换无序不改变YTiO$_3$的自旋波色散但显著缩短其寿命,并通过随机反铁磁交换模型定性解释了该现象,确立了Y$_{1-x}$La$_x$TiO$_3$为研究该效应的模型系统。
2023-05-07 cond-mat.str-el
Microscopic origin of isotropic non-Heisenberg behavior in highly correlated systems
我们重新分析了微观起源的各向同性的偏差,观察到的能量间距预测的HDVV哈密顿量。通常,一个双二次自旋算子被添加到HDVV哈密顿量来解释这种偏差。结果表明,该算符不能描述对偏离贡献最大的激发态原子的非Hund态效应。对于包含两个以上的磁中心的系统,非洪德状态会引起与双二次交换相同数量级的额外相互作用,并且应该对扩展系统的宏观性质产生显着影响。
2007-06-22 cond-mat.str-el
Ground-state phases of rung-alternated spin-1/2 Heisenberg ladder
采用解析方法和数值模拟相结合的方法研究了自旋为1/2的海森堡体系在阶梯上的基态相图。对于铁磁腿交换的情况下,出现一个独特的亚铁磁基态,而对于反铁磁腿交换的情况下,几个不同的基态稳定的腿和横档之间的交换的比例取决于。对于更一般的情况下的蜂窝梯形模型的铁磁腿交换的情况下,除了通常的梯级单重态和饱和铁磁状态,我们得到一个亚铁磁性Luttinger液相与线性和二次低能量色散和基态磁化强度连续变化的系统参数。对于沿腿的反铁磁交换的情况,建议实现不同的二聚态,包括具有附加拓扑序的态。
2015-09-14 cond-mat.str-el
Exact diagonalization study of triangular Heisenberg model with four-spin ring-exchange interaction
Sun Yat-sen University(中山大学)
通过Lanczos精确对角化研究三角晶格上含四自旋环交换的J1-J2 Heisenberg模型,揭示多种磁有序相和非磁相,但未发现量子自旋液体证据。
2025-05-04 cond-mat.str-el
Magnetic order and disorder in a quasi-two-dimensional quantum Heisenberg antiferromagnet with randomized exchange
本文研究了$S=1/2$正方晶格准二维量子海森堡反铁磁体(QuinH)$_2$ Cu(Cl $_{x}$ Br $_{1-x}$)$_{4}\cdot$ 2H $_2$ O(QuinH $=$ Quinolinium,C $_9$ H $_8$ N $^+$)中随机交换强度的影响,用$0\leq x \leq 1$ .脉冲场磁化测量使我们能够估计一个有效的面内交换强度$J$的制度,其中交换促进短程秩序,而温度$T_{\mathrm{N}}$,在其中出现长程秩序(LRO)发现使用μ子自旋弛豫,使我们能够构建一个相图的系列。我们评估了无序在抑制$T_{\mathrm{N}}$和有序矩大小方面的有效性,并在没有磁有序发生的区域$0.4 \lesssim x \lesssim 0.8$中发现了扩展的无序相,该相由交换随机性的量子效应驱动。
2021-02-16 cond-mat.str-el
Tuning into the Kitaev spin liquid phase:A spin model on the honeycomb lattice with two types of Heisenberg exchange couplings
本文研究了具有两种海森堡交换耦合的蜂窝晶格上的自旋模型:$J$和$\tilde J$,其中$J$表示常规自旋,而$\tilde J$表示旋转自旋.当$\tilde J=0$时,这是传统的海森堡模型。当J=0时,系统要么是条带状反铁磁序($\tilde J<0$,旋转自旋的铁磁),要么是锯齿形反铁磁序($\tilde J>0$,旋转自旋的反铁磁)。两个铁磁级或两个反铁磁级之间的竞争导致Kitaev自旋液相,其特征在于精确可解Kitaev模型($J=\tilde J$)。我们的模型可以应用于层状莫特绝缘体A $_2$ IrO $_3$(A=Li,Na)。对于一个单层的Li $_2$ IrO $_3$,我们表明,它是可能的调整到Kitaev自旋液体制度的控制参数的链接依赖Rashba自旋轨道耦合。
2013-01-30 cond-mat.str-el
Finite temperature properties of alternating ferro-antiferromagnetic Heisenberg chains
我们提出了一个研究自旋1/2海森堡链与交替铁磁和反铁磁交换,重点是交换耦合的作用,以涵盖两个,二聚体和Halfenge限制。采用微扰理论和量子蒙特卡罗模拟的互补组合,我们报告的磁化率以及动态结构因子在很宽的范围内的耦合常数和不同的温度提取的自旋间隙的结果。对于一个小的铁磁耦合,我们发现微扰理论和量子蒙特卡罗之间的协议。对于任意的交换耦合,我们表明,动态结构因子,从量子Monte Carlo,尺度之间的三重子和Halfenchain链光谱。最后,我们对比我们的研究结果的自旋间隙与交换耦合对现有的文献。
2020-01-14 cond-mat.str-el
Frustrated classical Heisenberg and XY models in 2 dimensions with nearest neighbor exchange: exact solution for the ground state phase diagram
精确地确定了二维格点上受抑经典海森堡模型加最近邻双二次交换作用的基态相图。一个正方形和菱形对称的版本被认为是。出现铁磁态、螺旋状、“上-上-下-下”(uudd)和倾斜铁磁态、非螺旋共面有序涡旋晶格态和非共面有序涡旋晶格态(“锥形涡旋晶格”)。在菱形的情况下,它增加了双二次项海森堡模型广泛用于绝缘锰氧化物,uudd状态发现的是E型状态观察;这与会计基本上为各种各样的基态在这些材料中发现,表明该模型可能包含长期寻求uudd状态背后的机制。
2010-04-08 cond-mat.str-el
Interplay between spatial anisotropy and further exchange interactions in the triangular Heisenberg model
研究了三角晶格上自旋- $\frac{1}{2}$海森堡反铁磁模型中空间各向异性与交换作用之间的相互作用。我们使用Schwinger玻色子理论,包括高斯波动以上的平均场方法。的相图表现出一个强大的减少长程共线和无公度螺旋区域相对于平均场的。这种减少是伴随着其短程有序对应物的出现,为$0$通量和自旋液体区域留下了充足的空间。值得注意的是,在空间各向同性线附近,有一个范围内的螺旋是如此脆弱,只有相称的$120^{\circ}$ Néel的生存。最近的变分蒙特卡罗预测的良好协议,支持丰富的空间各向异性诱导的相图。
2020-09-11 cond-mat.str-el
Magnetic excitation spectra of strongly correlated quasi-one dimensional systems: Heisenberg versus Hubbard-like behavior
研究了准一维磁性材料中电荷自由度对自旋激发动力学的影响。本文用密度矩阵重整化群方法计算了半电子填充链和梯形几何上哈伯德模型的动力学自旋结构因子,并与电荷自由度被冻结的海森堡模型的结果进行了比较。对于链和两条腿的梯子,我们发现,哈伯德模型光谱定性类似于海森堡光谱-与低能量峰类似的自旋激发-已经在中间的现场排斥小到$U/t \sim 2-3$,虽然在不同的动量的峰值强度的比例继续发展,随着增加$U/t$收敛到海森堡极限。我们讨论了这些结果的中子散射实验的影响,我们提出的标准,建立准一维系统的$U/t$的值由一个轨道哈伯德模型从实验信息。
2016-11-30 cond-mat.str-el
Pronounced 2/3 magnetization plateau in a frustrated $S$ = 1 isolated spin-triangle compound: Interplay between Heisenberg and biquadratic exchange interactions
报道了一种新的量子磁体[2-[双(2-羟基苄基)氨甲基]吡啶]镍(II)-三聚体(BHAP-Ni 3)的单晶合成与表征。我们的实验和理论研究相结合,揭示了一个外来的自旋状态,稳定了一个强大的2/3磁化平台之间的7和20 T的外部磁场。AC-磁化率测量表明,没有任何磁序/玻璃态下降到60 mK。磁基态是无序的,比热测量揭示了自旋激发的带隙性质。最有趣的是,我们的理论模型表明,2/3磁化平台的出现是由于反铁磁海森堡和双二次交换相互作用之间的相互作用,几乎孤立的自旋$S$ = 1三角形。
2019-08-28 cond-mat.str-el
Finite Temperature Dynamical Structure Factor of Alternating Heisenberg Chains
在交换常数强变化的极限下,对具有最近邻交换的自旋半海森堡链的有限温度动力学结构因子进行了低温展开.我们确定了两个低洼的三线加宽和热激活带内散射的贡献。
2009-03-27 cond-mat.str-el
Phase diagram of the alternating-spin Heisenberg chain with extra isotropic three-body exchange interactions
目前,各向同性的三体交换相互作用很少被探索,并且主要被用作构建各种精确可解的一维模型的工具,尽管一般来说,在一般的海森堡自旋系统中,这样的竞争项可以被期望支持特定的量子效应和相位。由交替的S=1和sigma=1/2自旋构造的海森堡链定义了一个现实的原型模型,允许额外的三体交换项。基于数值密度矩阵重整化群(DMRG)和精确对角化(ED)计算,我们证明了附加的各向同性三体项可以稳定多种部分极化态以及两种特定的非磁性态,包括由两种高斯共形理论控制的临界自旋液相以及由四极S自旋涨落主导的临界向列相.大多数已建立的影响是有关的三体相互作用的一些具体功能,如促进本地共线自旋配置和增强的倾向,对最近邻的自旋集群。可以预期的是,大部分预测的各向同性三体相互作用的影响,坚持在更高的空间维度。
2014-07-17 cond-mat.str-el
NaRuO$_2$: Kitaev-Heisenberg exchange in triangular-lattice setting
本研究针对三角晶格材料NaRuO$_2$的Kitaev交换性质不明的问题,通过量子化学分析与自旋模型计算,明确其Kitaev相互作用为反铁磁性,揭示了该体系量子自旋液体的相关物理机制。
2023-07-03 cond-mat.str-el
Correlated valence bond state and its study of the spin-1/2 J1-J2 Anti-ferromagnetic Heisenberg model on a square lattice
我们提出了一类变分波函数,即相关价键态,在顺磁相的阻挫哈密顿量。这类波函数在二分格上存在负振幅和相同的子格配对,因而存在负号问题。然而,如果适用于小系统,使用标准的变分蒙特卡罗方法的符号问题是可管理的。我们优化了正方形晶格上J1-J2反铁磁海森堡模型的波函数,在耦合区域J2/J1 \in [0.45:0.56],系统尺寸L = 4,6,8。为了计算较大系统的关联函数和序参量,我们使用在系统大小L = 8时优化的变分参数进行广泛的Monte Carlo采样。我们发现顺磁相在整个J 2/J 1 \in [0.45:0.56]范围内都是无能隙的自旋液体,具有无能隙的单重态激发和有能隙的三重态激发。
2014-10-06 cond-mat.str-el
Magnetic properties of the spin $S=1/2$ Heisenberg chain with hexamer modulation of exchange
本文研究了自旋为1/2的海森伯链,在周期为3的奇键上有附加的自旋交换调制时,偶、奇位置上的自旋交换%交替变化。利用数值Lanczos方法和玻色化方法研究了奇键上强反铁磁交换极限下六聚体自旋链的基态磁相图。在与AF交换相当的强磁场的极限下,利用标准的连续极限玻色化方法,将该模型映射到一个有效的$XXZ$ Heisenberg链上.在没有额外的六聚体调制的情况下,通过增加磁场,该模型经历了从带隙弦序到唯一的无隙Lüttinger液体(LL)相的量子相变。在存在六聚体调制的情况下,在磁化强度等于饱和值的1/3和2/3的基态中识别出两个新的带隙相。这些相也在磁化曲线中显示为在相应磁化值处的平台。结果表明,六聚体链的磁相图显示了七种不同的量子相,四种带隙相和三种无带隙相,系统的特征是六个临界场,它们标志着有序带隙相和LL无带隙相之间的量子相变.
2012-07-25 cond-mat.str-el
Strongly correlated flat-band systems: The route from Heisenberg spins to Hubbard electrons
在这篇综述中,我们概括了平带自旋系统的基本特征,并简要总结了该领域的早期研究。主要重点是最近的发展,其中包括自旋和电子平带模型的结果。特别是,对于平带自旋系统,我们强调场驱动的相变挫折量子海森堡反铁磁体在低温下,手征平带状态,以及轻微的分散的影响,以前严格的平带由于非理想的晶格几何形状。对于电子系统,我们讨论了几种平带哈伯德模型的普遍低温行为,正方格子Tasaki-哈伯德模型中基态铁磁性的出现和相关的Pauli关联渗流问题,以及平带哈伯德系统中色散驱动的基态铁磁性。平带物理的密切相关的研究和可能的实验实现也作了简要描述。
2015-04-13 cond-mat.str-el
Random-exchange quantum Heisenberg antiferromagnets on the square lattice
采用量子蒙特卡罗模拟、精确数值对角化和自旋波计算相结合的方法研究了正方晶格上随机交换自旋为1/2的海森堡反铁磁体的基态性质.而任意弱无序对一维海森堡原子力显微镜有着剧烈的影响,我们发现,在二维中,即使对强无序,像长程序的基态的特性也是稳健的。虽然反铁磁序参量和自旋刚度是指数减少奇异交换分布,他们消失,只有在无限的随机性的限制。
2006-02-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Magnetic phase diagrams and magnetization plateaus of the spin-1/2 antiferromagnetic Heisenberg model on square-kagome lattice with three nonequivalent exchange interactions
量子自旋系统中的磁化平台出现在二维阻挫系统中,如kagome晶格。自旋为1/2的正方形格子反铁磁海森堡模型也适用于磁化平台的研究。基于最近的实验发现,这种正方形kagome晶格与非等效的三个键,我们研究的相图和磁化平台的晶格的精确对角化方法。除了先前报道的1/3和2/3高原模型中的两个等价的债券,我们发现了一个新的2/3高原,其磁结构的特点是自发破缺的四重旋转对称性。平台只出现在三个不等价键的情况下。我们提出了寻找高原的可能性,包括新的高原。
2018-03-09 cond-mat.str-el
Inhomogeneous superconducting phases in the frustrated Kondo-Heisenberg chain
利用玻色化和重整化群方法确定了一维受抑Kondo-Heisenberg系统的基态相图,该系统由一维自旋为1/2的Luttinger液体和受抑量子反铁磁Heisenberg链通过Kondo交换相互作用$J_K$耦合而成,其中最近邻交换相互作用为$J_1$,次近邻交换相互作用为$J_2$ .我们分析了反铁磁链中的量子阻挫与近藤交换耦合$J_K$与Luttinger液体的相互作用。我们讨论了该体系的相图结构作为比例$J_K/J_1$,$J_2/J_1$和Luttinger液体的参数的函数。特别地,我们详细讨论了可能实现对密度波态的机制及其与受抑反铁磁链中自旋关联的关系。
2013-06-07 cond-mat.str-el
The two dimensional Antiferromagnetic Heisenberg model with next nearest neighbour Ising exchange
我们考虑了二维的$S=1/2$反铁磁海森堡模型,其中附加了Ising \nnn相互作用.反铁磁\nnn相互作用将导致挫折,并且系统以在$xy$平面中向下翻转自旋来响应。对于大的次近邻耦合,系统将沿z轴以条纹相排序,该相通过一阶跃迁达到。我们考虑了该模型的两种概括,一种具有随机的\nnn相互作用,另一种具有扩大的晶胞,其中只有一半的原子具有\nnn相互作用。在这两种情况下,过渡被软化为分离两个有序状态的二阶过渡。在后一种情况下,我们估计了量子临界指数$β\approx 0.25$。这两种情况代表了非限定量子临界性的候选例子。
2006-09-17 cond-mat.str-el
Heisenberg spin chains with additional isotropic three-site exchange interactions
具有最近邻($J_1$)和附加各向同性三位($J_3$)自旋相互作用的$J_1-J_3$海森堡自旋模型仍然相对较少探索,尽管这种类型的竞争交换项可以自然地从不同的来源出现,包括多轨道哈伯德模型的强耦合展开。下面我们将对这一领域最近发表的研究进行一个简短的综述,重点是由几个通用的均匀和交替自旋$J_1-J_3$海森堡链支持的各种量子相位的特性。由于正($J_3>0$)三位点耦合倾向于形成局部量子二聚体的原因,$J_1-J_3$自旋模型通常在增加$J_3$时经历一些自发二聚化。实际上,在自旋- $S$-$J_1-J_3$-海森堡链($S>{1}/{2}$)中建立的二聚体相与具有次近邻耦合的自旋- ${1}/{2}$-海森堡链中著名的带隙的Majumdar-Ghosh二聚体相完全类似。在交替自旋($S,σ$)$J_1-J_3$链($S>σ$)中观察到相同的二聚化,条件是晶胞自旋为$S+σ=\rm{integer}$,而对于半整数晶胞自旋,局部二聚体形成产生无隙自旋液体基态。交替自旋$J_1-J_3$链也提供了一些支持所谓的非Lieb-Mattis磁相的自旋模型的典型例子。
2021-01-18 cond-mat.str-el
Gapped state in three-leg $S=1/2$ Heisenberg tube
利用密度矩阵重整化群方法研究了三腿$S=1/2$海森堡管的基态。在较宽的腿交换相互作用范围内计算了二聚化序参量和自旋-激发能隙。我们确认,实现了一个缺口状态的二聚秩序,即使当腿交换相互作用是铁磁性的。此外,根据自旋耦合的Berry相位和单重态-单重态关联函数的结构因子,确定了有序态自旋-单重态对的拓扑结构.我们发现,存在三种不同的价键态构型,这取决于腿和横档交换相互作用的比例。
2010-01-30 cond-mat.str-el
Microscopic origin of Heisenberg and non-Heisenberg exchange interactions in ferromagnetic bcc Fe
利用第一性原理计算,我们在微观水平上研究了铁磁性体心立方铁中交换耦合的性质。分析基本电子结构揭示了$E_g$和$T_{2g}$对称性的$3d$轨道之间的巨大差异。后者定义了费米面的形状,而前者形成弱相互作用的杂质能级。我们证明,作为一个结果,在铁的$T_{2g}$轨道参与交换相互作用,这是只有弱依赖于配置的自旋矩,因此可以被归类为海森堡类。这些耦合被证明是由费米面嵌套驱动。相反,对于$E_g$状态,海森堡图像被打破,因为交换相互作用的相应贡献被证明强烈依赖于它们被提取的参考状态。对最近邻耦合的分析表明,$E_g$态之间的相互作用主要与相应的跳跃积分成正比,因此可以归因于双交换起源。
2015-10-07 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
SU(4) Heisenberg model on the honeycomb lattice with exchange-frustrated perturbations: implications for twistronics and Mott insulators
最近研究了蜂窝晶格上的SU(4)对称自旋轨道模型与相关绝缘体的关系,例如$e_{g}$莫特绝缘体Ba $_{3}$ CuSb $_{2}$ O $_{9}$和四分之一填充时魔角扭曲双层石墨烯的绝缘相。在这里,我们提供了一个统一的讨论,这些系统通过调查一个扩展的模型,其中包括洪德的耦合和各向异性,轨道相关的交换相互作用的影响。结合平均场论、线性味波理论和变分蒙特卡罗方法,我们证明了该模型在SU(4)对称点附近的宽参数区域内存在量子自旋轨道液体。对于大的Hund耦合,铁磁反铁磁轨道有序状态出现,而结合涡旋轨道状态的价键晶体是稳定的占主导地位的轨道依赖的交换相互作用。
2019-11-21 cond-mat.str-el
Density Matrix Renormalization Group Study of the $S=1/2$ Antiferromagnetic Heisenberg Chains with Quasiperiodic Exchange Modulation
用密度矩阵重整化群方法研究了具有准周期交换调制的$S=1/2$反铁磁海森堡链的低能行为。基于能隙分布的标度行为,发现该模型的基态属于不同于XY链的普适类,XY链的平均交换调制是边际的。这一结果与Vidal等人最近的玻色子化分析是一致的。
1999-07-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
A surprising relation between double exchange and Heisenberg model spectra: Application to half-doped manganites
最近在半掺杂锰氧化物中发现的齐纳极化子通常被看作是由只涉及金属相关电子的双交换哈密顿量控制的混合价实体。然而,它们可以被认为是亚铁磁局部单位,如果孔是本地化的桥接氧原子隐含建议最近的平均场从头计算。在后一种情况下,物理学由涉及磁氧桥的海森堡哈密顿量所支配。本文表明,这两种模式的分辨率所产生的光谱分析是相同的。这个单一的模型光谱准确地再现了齐纳极化子在Pr0.6Ca0.4MnO3锰氧化物研究通过显式相关从头计算的光谱。由于每个模型所支持的物理性质是不同的,因此对精确的哈密顿基态波函数的分析应该是先验的,从而使人们能够确定最合适的模型。它将表明,无论是频谱还是波函数分析都没有带来任何决定性的论点来解决这个问题。这种不可判定性很可能在实验信息中遇到。
2006-07-03 cond-mat.str-el
The spin - 1/2 Heisenberg model on Kagome lattice as a quantum critical system
通过对具有环交换耦合$J_{r}$的Kagome格点上自旋1/2海森堡模型的精确对角化研究,发现具有$J_{r}=0$的纯海森堡模型是量子临界点,在$J_{r}=0$处避免了能级交叉和基态能量对$J_{r}$的二阶导数发散.纯海森堡模型因此在热力学极限下应该是无间隙的,这与通常的看法相反。同时发现环交换耦合使系统进入一个具有更短自旋关联的状态,并具有与三角晶格上反铁磁海森堡模型相当的局域自旋关联模式(自旋结构因子的峰值移向动量$\vec{q}=(\frac{4π}{3},0)$).与Marston-Zeng自旋Pereils固态的相似性(就二聚体-二聚体相关性而言)也通过环交换耦合大大增强,尽管尚不清楚这种相关性是否会在热力学极限下固化为静态顺序。
2011-06-30 cond-mat.str-el
Tenth-order high-temperature expansion for the susceptibility and the specific heat of spin-s Heisenberg models with arbitrary exchange patterns: Application to pyrochlore and kagome magnets
本文给出了具有任意交换模式和任意自旋量子数s的海森堡模型的比热C的10阶高温膨胀和均匀磁化率χ.我们编码的算法在C++程序,允许得到明确的HTE系列具体海森堡模型。我们应用我们的算法烧绿石铁磁体和kagome反铁磁体使用几个Padé近似的HTE系列。对于烧绿石铁磁体,我们利用热膨胀系数χ的数据估算了居里温度T_c随自旋量子数s的变化。我们发现,虽然两种晶格的配位数相同,但T_c比简单立方晶格的T_c小。对于戈薇反铁磁体,自旋量子数s对磁化率的影响作为重整化温度T/s(s+1)的函数,在温度低至T/s(s+1)\sim 0.3时相当弱。另一方面,比热作为T/s(s+1)的函数明显取决于s。当增加s时,C(T)中的特征最大值单调地移动到T/s(s+1)的较低值。
2014-01-20 cond-mat.str-el
Frustrated classical Heisenberg model in 1 dimension with added nearest-neighbor biquadratic exchange interactions
确定了具有最近邻双二次交换作用的受抑经典海森堡链的基态相图。出现铁磁相、膨胀螺旋相和上升-上升-下降-下降相;在螺旋边界处发生锁定相变。该模型包含各向同性版本的ANNNI模型,它也是密切相关的一些锰氧化物提出的模型。Luttinger-Tisza方法由于存在非线性弱约束问题而没有明显的应用价值,而基态是由Lyons和Kaplan的精确簇方法解析得到的。结果进行了比较的模型索普和布鲁姆,其中海森堡的能量的一部分是不受挫。
2009-04-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
The Néel order for a frustrated antiferromagnetic Heisenberg model: beyond linear spin-wave theory
利用Dyson-Maleev(DM)变换和自洽平均场方法,研究了反铁磁海森堡模型的Néel有序/无序转变,该模型定义在正方形晶格上,最近邻交换$J_1$和次最近邻交换$J_2$只沿其中一条对角线.发现Néel序可以存在到$J_2/J_1=0.572$,超出其经典稳定区域。这一结果定性地改进了基于Holstein-Primakoff变换的线性自旋波理论的结果。
2001-01-10 cond-mat.str-el
Geometrically frustrated Cairo pentagonal lattice stripe with Ising and Heisenberg exchange interactions
受最近发现的一些化合物的启发,例如在一些其它化合物中,以正交晶体结构与$\mathrm{Fe}^{3+}$离子结晶的$\mathrm{Bi}_{2}\mathrm{Fe}_{4}\mathrm{O}_{9}$和遵循Cairo五边形结构模式的铁基氟氧化物${\rm Bi}_{4}{\rm Fe}_{5}{\rm O}_{13}{\rm F}$化合物。我们提出了一个模型的开罗五边形伊辛-海森堡晶格的一个条纹,一个五边形的边缘是不同的,这个边缘将与海森堡交换相互作用,而伊辛交换相互作用将关联的其他边缘。我们研究了零温下的相变,描述了五个相:铁磁相(FM)、二聚体反铁磁相(DFM)、元胞反铁磁相(PAF)、典型反铁磁相(AFM)和两种具有相同能量的阻挫态共存的特殊阻挫相(FRU).为了得到该模型的配分函数,我们使用了传递矩阵方法,并遵循八顶点模型符号。利用这一结果,我们讨论了比热、内能和熵随温度的变化,并在低温极限下观察到了一些意想不到的行为,如由于在一个相互靠近的区域内存在着三个相变(FRU,PAF(AFM)和FM)而导致的反常的比热双峰。因此,低能热激发产生了这种双反常峰,我们还讨论了出现这种双峰曲线的低温极限处的内能。我们的结果的一些性质与二维开罗五边形晶格,以及正交二聚体元格Ising-Heisenberg链进行了比较。
2017-02-12 cond-mat.str-el
Effects of ring exchange interaction on the Neel phase of two-dimensional, spatially anisotropic, frustrated Heisenberg quantum antiferromagnet
研究了S=1/2的二维量子反铁磁体中四自旋环交换引起的高阶量子效应对磁相图的影响。空间各向异性和挫折是允许的。使用微扰自旋波展开到二阶1/S,我们得到的自旋波能量色散,亚晶格磁化,和磁相图。我们发现,对于大量的四自旋环交换的量子涨落比在标准海森堡模型。适量的四自旋环交换耦合稳定有序的反铁磁尼尔态,而大量的使它不稳定。与非弹性中子散射数据的比较指向一个温和的环交换耦合的27%至29%的最近邻交换耦合。
2012-04-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Probing of the interfacial Heisenberg and Dzyaloshinskii--Moriya exchange interaction by magnon spectroscopy
这篇专题评论概述了最近的实验结果的定量测定的磁交换参数的磁性薄膜和多层膜,生长在不同的基板上。详细讨论了探测双磁性薄膜和界面上对称海森堡和反对称Dzyaloshinskiii-Moriya交换相互作用的实验方法。它解释了如何磁激发的实验频谱可以用来量化这些相互作用的强度。
2017-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Spin-Exchange Dynamical Structure Factor of the S=1/2 Heisenberg Chain
我们确定了海森堡自旋链的自旋交换动力学结构因子,这是通过间接共振非弹性X射线散射(RIXS)测量的。我们发现,双自旋RIXS激发几乎完全分裂成 * 两个自旋 * 状态。这些共享相同的连续下限作为单自旋中子散射激发,即使相关的最终状态属于正交对称部门。RIXS谱重主要由高能激发携带,并且超出了Luttinger液体类型的低能有效理论的范围。
2011-01-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Heisenberg exchange enhancement by orbital relaxation in cuprate compounds
本文计算了准二维反铁磁铜氧化物La_2CuO_4、YBa_2Cu_3O_6、Nd_2CuO_4和Sr_2CuO_2Cl_2的Heisenberg交换J。本文采用全电子自洽场和非正交CI方法对[Cu_2 O_(11)]~(18)-,[Cu_2 O_9]~(14)-,[Cu_2 O_7]~(10)-和[Cu_2 O_7 Cl_4]~(14)-团簇进行了电荷嵌入模型的计算.(MC)SCF的三重态和单重态基态由Cu ~(2+)(dx ~(2-y)2)和O ~(2-)组成。通过混合弛豫(MC)SCF三重态和单重态激发态,其中单个电子从中心O离子转移到Cu,强烈增强了反铁磁交换。我们将这种效应归因于波函数的电荷转移分量中的轨道弛豫。与实验结果吻合较好。
1997-06-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strong Suppression of Magnetic Ordering in an S = 1/2 Square-Lattice Heisenberg Antiferromagnet Sr2CuTeO6
我们报告的磁化率和低温比热的双钙钛矿化合物,Sr 2CuTeO 6,这是预期的自旋1/2正方晶格海森堡反铁磁体与最近邻J1和次最近邻J2交换相互作用。在TN = 4.8 K时,比热呈现出明显的类A2 CuMO 6异常,表明样品的磁有序性比A2 CuMO 6(A = Ba,Sr,M = W,Mo)低得多。这表明在Sr 2CuTeO 6中磁有序的强烈抑制。利用高温膨胀的Pade近似和量子MonteCarlo方法,由磁化率数据估算了交换常数J_1/kB ~ 80 K和J_2/J_1 < 0.07。Sr_2CuTeO_6中磁有序的强烈抑制应归因于层间交换的弱性。
2014-10-14 cond-mat.str-el
Symmetry considerations on the magnetization process of the Heisenberg model on the pyrochlore lattice
本文详细分析了在外加磁场中烧绿石晶格中高阶自旋交换引起的简并度提升的对称性。在4个子晶格有序的假设下,导出了半磁化平台稳定的判据。高阶交换项可能源于自旋-晶格耦合,或者可以描述量子涨落和热涨落。
2006-09-21 cond-mat.str-el
Observation of metallic surface states in the strongly correlated Kitaev-Heisenberg candidate Na2IrO3
我们报告高分辨率角分辨光电子能谱测量蜂窝状铱酸盐Na 2 IrO 3。我们的测量揭示了存在的金属表面带功能交叉费米能级与近线性色散和估计的表面载流子密度为3.2 $\times$ 10 $^{13}$ cm $^{-2}$,这还没有被理论预测或实验观察到的,并提供了第一个证据金属行为的边界上的这种材料,而散装带表现出强大的绝缘间隙。我们进一步表明,缺乏理论预测的狄拉克锥在表面布里渊区的$\overline{M}$点,这证实了堆叠的量子自旋霍尔相位在这种材料中的情况下。我们的数据表明,这种材料的表面基态是异国情调和金属,不像在理论上预测的,并建立Na 2 IrO 3作为一个罕见的例子强相关的自旋轨道绝缘体与表面金属。
2014-10-23 cond-mat.str-el
Nematic Bond Theory of Heisenberg Helimagnets
我们研究了具有一般无公度基态的经典二维受抑海森堡模型。基于有效交换耦合键的自洽确定,发展了自旋-自旋"有序-无序"转变的新理论。在我们的方法中,波动的约束领域实施的本地磁矩保守驱动向列性在低温下。发现临界温度对螺旋波矢的峰值高度敏感,当接近旋转对称的Lifshitz点时,临界温度连续消失。通过调整交换参数,对称性不同的双阶之间的转变可能发生,导致双临界点的线。
2017-05-24 cond-mat.str-el
Spin Gap of S=1/2 Heisenberg Model on Distorted Diamond Chain
本文研究了最近提出的描述Cu_3Cl_6(H_2O)_22H_8C_4SO_2磁性的扭曲金刚石链S=1/2 Heisenberg模型的自旋能隙。该模型由三聚体堆叠而成,具有J_1、J_2和J_3三种交换作用。利用数值对角化方法,我们得到了J_2/J_1-J_3/J_1平面上的自旋能隙等值线图。我们认为可能的交换常数的等值线图的基础上,观察值的自旋间隙。
2000-05-17 cond-mat.str-el
Effects of frustration and cyclic exchange on the spin-1/2 Heisenberg antiferromagnet within the self-consistent spin-wave theory
准二维自旋1/2受抑量子反铁磁体的相关性,由于其模拟高温超导母体化合物的可能性,导致了许多理论和实验研究。本文在基于Dyson-Maleev表象的自洽自旋波理论框架内,详细研究了交换相互作用的变化对模型磁性的影响.除了考虑平面内的最近邻相互作用外,还考虑了直到第三最近邻的平面阻挫、循环相互作用和层间耦合。给出了基元自旋激发、交错磁化强度、自旋波速度重整化因子和基态能量的详细描述。结果进行比较的线性自旋波理论的预测,并在可能的情况下也二阶微扰自旋波膨胀的结果。最后,在我们处理的高- $T_c$氧化铜$\mbox{La}_2\mbox{CuO}_4$中的面内自旋波色散的改进的实验结果,自洽自旋波理论被应用到该化合物,以校正较早获得的交换参数和高温自旋波色散的设置。
2015-06-02 cond-mat.str-el
A high-temperature expansion method for calculating paramagnetic exchange interactions
提出了计算顺磁相各向同性交换相互作用的方法。它是基于高温膨胀的自旋-自旋关联函数计算海森堡模型到哈伯德哈密顿映射。交换相互作用的最终表达式具有紧凑和透明的公式。通过比较海森伯模型和哈伯德模型低能磁部分的本征值谱,估计了计算的交换相互作用的质量。以具有不同跳频结构的量子环为例,分析了哈伯德模型谱的不同部分对交换作用的贡献。
2016-01-13 cond-mat.str-el
A Poor Man's Derivation of Quantum Compass-Heisenberg Interaction: Superexchange Interaction in J-J Coupling Scheme
在强自旋-轨道相互作用的情况下,以J-J耦合方案为基础,导出了t $_{2g}$轨道上5d电子之间的交换相互作用.通过简单的计算发现,由于$Γ_7$和$Γ_8$轨道之间的杂化选择规则,铁磁Ising相互作用(量子罗盘模型)发生,而反铁磁Heisenberg相互作用发生在$Γ_7$轨道之间的杂化。研究还发现,随着自旋轨道相互作用的增加,铁磁伊辛相互作用变小。因此,交换相互作用的符号从铁磁伊辛反铁磁海森堡相互作用的自旋轨道相互作用的增加。
2014-07-03 cond-mat.str-el
Spatially Anisotropic Heisenberg Kagome Antiferromagnet
研究了kagome晶格上自旋为1/2的量子海森堡反铁磁体的准一维极限。晶格被分成反铁磁自旋链(交换J),它们通过中间“悬挂”自旋(交换J ')弱耦合。利用一维玻色化、重整化群方法和电流代数技术,在J '<<J的极限下确定了基态.我们发现悬挂自旋和链自旋形成了一个分别具有O(1)和O(J'/J)静态矩的螺旋,在其顶部,链自旋沿垂直于螺旋平面的轴呈现出较小的O[(J '/J)^2]反铁磁有序分量.
2008-10-29 cond-mat.str-el
Order from disorder in the double-exchange model
双交换(DE)模型的磁激发通常是根据一个等效的铁磁海森堡模型来讨论的。然而,这种等价性仅在准经典水平上有效--我们证明了对DE模型磁性的量子和热修正都不同于有效的海森堡模型,因为它的自旋激发仅通过电荷涨落的交换间接相互作用。我们还发现,铁磁双交换和反铁磁超交换之间的竞争提供了一个新的例子,“秩序从无序”现象-一个中间的自旋配置(无论是倾斜或螺旋状态)选择量子和/或热波动。
2001-02-09 cond-mat.str-el
Phase diagram of a frustrated mixed-spin ladder with diagonal exchange bonds
利用精确数值对角化和共形场论方法,研究了两个耦合混合自旋$(1,{1/2})$海森堡链系统中对角交换键引起的磁阻挫效应.它是建立在相对温和的挫折是能够破坏亚铁磁状态和稳定的临界自旋液相典型的半整数自旋反铁磁海森堡链。这两个阶段是由一个狭窄的,但有限的区域所占据的关键部分极化的铁磁相分离。
2004-04-29 cond-mat.str-el
Rigorous solution of a Hubbard model extended by nearest-neighbor Coulomb and isotropic exchange interaction on a triangle and tetrahedron
在预印本cond-mat/0701060中,我们在哈密顿量的海森堡项的编码中发现了一个因子2错误。结果表明,本文所用的交换项是具有$J_x=J_y=J$和$J_z=J/2$的各向异性海森堡模型的交换项.因此,对于选择J=0给出的所有结果保持不变,而对于具有各向异性交换的扩展的哈伯德模型,包含交换参数的所有结果保持为真。由于与XXZ模型的关系,该模型本身具有一定的意义。这里给出了各向同性交换的不同结果。
2009-02-05 cond-mat.str-el
Spin liquid phase due to competing classical orders in the semiclassical theory of the Heisenberg model with ring exchange on an anisotropic triangular lattice
线性自旋波理论表明,环交换导致标题模型的相图中的量子无序区。自旋波谱表明,这是竞争的经典秩序的直接表现。自旋液体被发现在“金发区”的挫折,量子波动大到足以引起不同的经典秩序之间的激烈竞争,但不足以稳定螺旋秩序。我们注意到在这个Goldilocks带中发现了$κ$ -(BEDT-TTF)${_2}X$和$Y$ [Pd(dmit)$_2$ ] $_2$的自旋液相。
2013-07-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con