二维螺旋反铁磁体中离散与连续对称性的破缺

我们利用 Schwinger 玻色子平均场理论，研究了方格子 J_1-J_3 反铁磁 Heisenberg 模型在零温和有限温下的对称性破缺现象。对于自旋 -1/2 系统，基态总是破坏 SU(2) 对称性，并在 J_3/J_1=0.38 处发生从 N\'eel 序到螺旋长程序连续准临界相变，尽管局部自旋涨落分析表明在 0.35 < J_3/J_1 < 0.5 附近存在一个中间无序区域，这与最近的数值结果定性一致。在低温下，我们发现了一个具有短程螺旋序的 Z_2 对称性破缺区域，其特征为类 Ising 向列序参量，这与经典蒙特卡洛结果定性吻合良好。在中温区，相图显示出具有共线短程序的区域：当 J_3/J_1<1 时为 N\'eel ($\pi,\pi$) 关联，而当 J_3/J_1>1 时则出现一种新相，由四个解耦的第三近邻子格子组成，每个子格子内均具有 N\'eel ($\pi,\pi$) 关联。我们得出结论，量子涨落和热涨落的作用是有利于共线关联，即使在强阻挫区域也是如此。