扩展 Shastry-Sutherland 晶格上的柱状反铁磁序和自旋超固态相

我们利用大规模量子蒙特卡洛模拟研究了规范 Shastry-Sutherland 模型的扩展版本——包括额外的相互作用和交换各向异性——在广泛的相互作用参数和外加磁场范围内。该模型适用于描述某些稀土四硼化物成员的低能性质。在大伊辛型交换各向异性的极限下，我们证明了零场下基态中柱状反铁磁序的稳定性，以及在施加纵向磁场时饱和磁化强度 1/2 处的扩展磁化平台——这与实验中观察到的 ErB$_4$低温相定性相似。我们的结果表明，对于最佳范围的交换参数，在柱状反铁磁相和磁化平台之间的有限外加磁场范围内实现了自旋超固态基态。计算了自旋超固态相中静态结构因子纵向和横向分量的全动量依赖性，以证明对角长程序和非对角长程序的同时存在。我们的结果将为设计进一步实验以在 ErB$_4$中寻找有趣的自旋超固态相提供关键指导。