磁场中自旋 -1/2 三角反铁磁体的基态

我们结合密度矩阵重整化群计算和分析方法，研究了一个简化的空间各向异性自旋 -1/2 三角晶格海森堡反铁磁体模型：三腿三角自旋管 (TST)。该模型由三条海森堡链组成，具有交换常数$J$，并沿梯形系统的对角线以交换常数$J'$进行反铁磁耦合，且在较短方向上具有周期性边界条件。我们确定了该模型作为空间各向异性$J'/J$和磁场函数的完整相图。我们发现了一个丰富的相图，其中量子态占主导地位——对应于经典基态的相仅出现在一个小区域内。由量子效应产生的主要相包括共面和非共面共面准有序态，它们出现在大多数磁场下的各向同性区域附近，以及大多数各向异性下的高场区域。共面态虽非经典基态，但可用半经典理论理解。更为显著的是，相空间中最大的区域被自旋密度波相占据，该相具有沿磁场方向的非共线共线关联。该相没有半经典类比，可归因于由阻挫增强的一维 (1d) 涨落。贯穿相图的是一个磁化平台，具有对所有激发的能隙和上上下自旋序，其量子化磁化强度等于饱和值的 1/3。在 TST 中，该平台几乎延伸至但未完全达到解耦链极限。上述大多数特征预计会延续到二维系统中，我们也对此进行了讨论。在低场下，出现了一个二聚化相，这是 TST 的一维特性所特有的，可以从量子贝里相位论点来理解。