子晶格不平衡反铁磁体中的涨落诱导亚铁磁性及其在加压 SrCu$_2$(BO$_3$)$_2$ 中的应用

我们证明，在哈密顿量层面子晶格对称性被破坏的共线海森堡反铁磁体，在奈尔温度 $T_{\rm N}$ 以下的任意有限温度 $T$ 下都会成为涨落诱导的亚铁磁体。我们利用方晶格 $J_1$-$J_2$ 模型的层状变体证明了这一点。采用线性自旋波理论确定均匀磁化的低温行为，并论证非线性修正会导致磁子谱出现温度诱导的定性改变。接着我们考虑层状 Shastry-Sutherland 模型，其描述正交二聚体的受阻排列。该模型在大的二聚体内耦合下呈现反铁磁相。一种破坏两类二聚体间滑移对称性的晶格畸变对应于子晶格对称性破缺，从而产生亚铁磁性。鉴于有迹象表明在静水压力下的材料 SrCu$_2$(BO$_3$)$_2$ 中存在此种畸变，我们提出在加压 SrCu$_2$(BO$_3$)$_2$ 中存在涨落诱导的亚铁磁相。我们预言均匀磁化作为温度的函数将呈现非单调行为。