使用三维模型态的高阶耦合簇方法计算：外场中三角晶格反铁磁体的实例

耦合簇方法 (CCM) 此前已被应用于研究许多不同类型的受挫和未受挫量子自旋系统的基态和激发态性质。CCM 应用中的一个共同特征是旋转（通常是经典的）模型态的局部自旋轴，以便（仅在符号上）所有自旋都表现为指向向下的 $z$ 方向。迄今为止，我们注意到仅使用了共面模型态，因为它们不会在新哈密顿量中导致虚数项。相比之下，非共面的“三维”(3D) 模型态在旋转后可能会在新哈密顿量中导致虚数项。然而原则上，CCM 预测的宏观量（如基态能量和序参量）仍应为实数（即使哈密顿量可能是复数），因为局部自旋轴的变换是幺正的。在此，我们解释了如何为 CCM 使用此类 3D 模型态，以及如何求解（现在可能是复数的）CCM 关联系数。我们展示了外磁场中自旋 -1/2 三角晶格反铁磁体的结果。我们同时使用了共面模型态和单个 3D 非共面模型态。我们计算了基态能量和晶格磁化强度随磁场强度的变化。我们发现，对于所有外场值，共面态的能量均低于非共面态的能量，这与该模型的其他近似研究中所见一致。我们发现非共面态未能检测到该模型中众所周知的自旋平台，尽管（如前所见）使用 CCM 的共面模型态可以清晰地观察到该平台。这些结果极好地初步验证了使用 3D 模型态应用 CCM 的新方法。