之字形梯上 Kondo 晶格中的阻挫量子磁性

研究了一维之字形梯上的 Kondo 晶格中 Kondo 效应、间接磁相互作用与几何阻挫之间的相互作用。利用密度矩阵重整化群（DMRG），在半填充下计算了该模型的基态以及各种短程和长程自旋与密度关联函数，将其作为反铁磁 Kondo 相互作用的函数，一直计算到 $J=0.3t$，其中 $t$ 是之字形梯上的最近邻跃迁。结果表明，几何阻挫导致至少两个临界点：从强 $J$ 极限（此时几乎局部的 Kondo 屏蔽占主导，且系统为非磁性 Kondo 绝缘体）开始，最近邻和次近邻局部自旋间的反铁磁关联越来越强，直到在 $J^{\rm dim}_{\rm c} \approx 0.89t$ 处，平移对称性的自发破缺缓解了阻挫，并相应地转变为二聚化态。该态的特征是梯腿上的反铁磁关联以及梯横档上交替的反铁磁和铁磁关联。针对二维三角晶格上的 Kondo 晶格提出的部分 Kondo 屏蔽机制在一维情形中并未实现。此外，在对称性破缺的二聚化态内，在 $J^{\rm mag}_{\rm c} \approx 0.84t$ 处发生向具有准长程序的 $90^{\circ}$ 量子自旋螺旋的磁性转变。该量子临界点的特征是（随着 $J$ 的减小）自旋能隙的闭合，以及自旋关联长度和波矢 $q=\pi/2$ 处的自旋结构因子 $S(q)$ 的发散。这与一维二部链上的模型相反，已知后者在半填充下对于所有 $J>0$ 都具有有限的自旋能隙。