两腿各向异性自旋梯系统的基态性质与精确热力学

我们研究了一种具有交替各向同性海森堡与伊辛横档交换相互作用的受阻挫两腿自旋梯，而沿梯腿与对角线的相互作用为伊辛型。梯中所有相互作用均为反铁磁性并引发系统挫败。该模型展现出四个有趣的量子相：（i）条纹横档铁磁（SRFM），（ii）带边缘单态的条纹横档铁磁（SRFM-E），（iii）各向异性反铁磁（AAFM），以及（iv）条纹梯腿铁磁（SLFM）相。我们构建了该模型的量子相图，并表明在条纹横档铁磁（SRFM）中，同类子格自旋（ either $S$ or $\sigma$-type spins）沿同一方向排列；而在各向异性反铁磁相中，$S$与$\sigma$两类自旋彼此反铁磁排列，沿横档的两个最近邻$S$自旋形成各向异性单态键，而两个最近邻$\sigma$自旋形成伊辛键。在大海森堡横档交换相互作用极限下，每条腿上的自旋铁磁排列，但不同腿上的自旋反铁磁排列。利用转移矩阵法针对不同相计算了$Cv(T)$、$\chi(T)$与$S(T)$等热力学量。从$\chi(T)$与$Cv(T)$曲线可观察到SRFM与SLFM中的磁能隙。