水的临界点的量子磁性类比
强关联电子
2021-04-19 v1 统计力学
摘要
在熟悉的水的液-气相变中，密度在大气压下不连续跃变，但这些由递增压强定义的一阶相变线终止于临界点，这是统计热力学中普遍存在的概念。在关联量子材料中，预测并测量到一个临界点终止了Mott金属-绝缘体相变线，后者同样是一阶相变且电荷密度不连续。在量子自旋系统中，连续量子相变（QPTs）已被广泛研究，但不连续QPTs较少受到关注。受阻挫量子反铁磁体SrCu(BO)构成了典型Shastry-Sutherland模型的近乎精确实现，并展现出包括磁化平台、反常热力学和不连续QPTs在内的奇异现象。我们通过加压和加磁场下的高精度比热测量证明，如同水一样，SrCu(BO)的压强-温度相图具有一个终止一阶相变线的Ising临界点，该相变线分隔具有不同磁粒子（三重态）密度的相。我们利用新开发的有限温度张量网络方法进行详细数值计算，对数据给出了定量解释。这些结果在为量子磁性材料热力学理解上开辟了新维度，其中产生用于自旋电子学应用的拓扑性质的各向异性自旋相互作用正驱动对一阶QPTs的日益关注。
引用
@article{arxiv.2009.14492,
title = {A quantum magnetic analogue to the critical point of water},
author = {J. Larrea Jiménez and S. P. G. Crone and E. Fogh and M. E. Zayed and R. Lortz and E. Pomjakushina and K. Conder and A. M. Läuchli and L. Weber and S. Wessel and A. Honecker and B. Normand and Ch. Rüegg and P. Corboz and H. M. Rønnow and F. Mila},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.14492},
year = {2021}
}
备注
8+4 pages, 4+3 figures