费米子方法在 S=1/2 XX 杂合三体-二体链中的基本激发与磁化 Plateau 研究
强关联电子
2026-02-09 v1
摘要
我们研究了由三体-二体单元构成的一维自旋-1/2 XX 链的基本激发与磁化行为（J1-J1-J2-J3-J2 拓扑），受横向磁场 h 作用。运用 Green 函数理论和 Jordan-Wigner 变换，将系统映射到无费米子上，聚焦于反亚历山大 (AFM) 相互作用。在零温下，出现两个显著的 1/5 和 3/5 磁化 Plateau，由全局周期 Q=5 决定，其 Plateau 数量与无费米子费米能级以上激发间隙的数量相匹配。在 (h-Js) 平面上的磁相图中，包含 Luttinger 液体 (LL) 态、无能隙 AFM 态、两个磁化 Plateau 态以及完全饱和的能隙磁态。LL 与无能隙 AFM 相的宽度与相应基本激发的带宽 γ=|E(k=0)-E(k=π)| 成正比，而磁化 Plateau 态的宽度则由激发间隙所支配。我们的研究为通过中子散射等实验手段探索量子磁性中的相互作用三体-二体自旋链，以及量子蒙特卡罗 (QMC) 和密度矩阵正交归一修正群 (DMRG) 等理论与数值方法提供了新的思路。此外，我们将 Oshikawa-Yamanaka-Affleck (OYA) 条件推广到一般化簇链，表明允许的磁化 Plateau 由链的全局周期性（如三体-二体链的 Q=5）决定，而非单个单元的局部周期性（三体为 Q=3 或二体为 Q=2）。
引用
@article{arxiv.2602.06387,
title = {Fermionic Approach to Elementary Excitations and Magnetization Plateaus in an S=1/2 XX Hybrid Trimer-Dimer Chain},
author = {K. S. Chikara and A. K. Bera and A. Kumar and S. M. Yusuf},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.06387},
year = {2026}
}
备注
20 pages, 8 figures