量子自旋冰的玻色多体理论

我们对量子自旋冰进行了分析研究，这是一种接近经典自旋冰解的 U(1) 量子自旋液体，适用于烧绿石晶格上具有各向异性交换耦合 $J_{zz}$、$J_{\pm}$ 和 $J_{z\pm}$ 的有效自旋 $1/2$ 模型。从 Savary 和 Balents 在 Phys. Rev. Lett. 108, 037202 (2012) 中引入的量子转子模型出发，我们在处理中保留了自旋子和规范场部分的动力学。自旋子由量子 XY 转子的玻色表示描述，而规范场的动力学由唯象哈密顿量捕捉。通过计算正比于 $J_{z\pm}^2$ 的单圈自旋子自能，我们确定了 $J_{\pm}/J_{zz}$ 对 $J_{z\pm}/J_{zz}$ 零温相图中 U(1) 量子自旋液体相的稳定性区域。根据这些结果，我们估算了自旋液体相与经典长程有序相之间边界的位置。