二聚化阻挫铁磁自旋链中从自旋能隙趋于零的非共度单态螺旋态到价键固态的交叉

受自旋链化合物LiCuSbO$_4$$\equiv$LiSbCuO$_4$和Rb$_2$Cu$_2$Mo$_3$O$_{12}$磁性质的启发，我们研究了具有二聚化最近邻铁磁（FM）($J_1, J_1^\prime<0$)和次近邻反铁磁（$J_2>0$)耦合的海森堡链的基态。利用密度矩阵重整化群技术和自旋波理论，我们发现全极化FM态与非共度螺旋态之间在$2\alpha=\beta/(1+\beta)$处发生一阶相变，其中$\alpha$为阻挫比$J_2/|J_1|$，$\beta$为二聚化程度$J_1^\prime/J_1$。在单态螺旋态中，自旋能隙在FM相变附近趋于零，对应于LiCuSbO$_4$的情况。对于对应于Rb$_2$Cu$_2$Mo$_3$O$_{12}$的较大$\alpha$以及较小的$\beta$，存在从这种由阻挫引起的非共度态向具有显著自旋能隙的Affleck-Lieb-Kennedy-Tasaki型价键固态的交叉。