掺杂质Kagome反铁磁体：量子二聚体模型方法
强关联电子
2010-11-29 v2
摘要
在广义量子二聚体模型（QDM）框架下，研究了kagome晶格上量子海森堡反铁磁体的非磁性杂质掺杂，该模型在同等基础上描述了a) 价键晶体（VBC），b) 二聚体液体和c) 临界区。遵循Ralko等人[Phys. Rev. Lett. 101, 117204 (2008)]针对正方和三角晶格的方法，我们引入了Kagome晶格上QDM的（最小）扩展，以解释有限磁场下可移动S=1/2自旋子的自发产生。利用小团簇（48和75个格点）上的Lanczos精确对角化技术，计算了杂质附近二聚体密度（在零场或有限磁场下）以及局部场致磁化的调制。VBC通过杂质的钉扎被清晰地揭示，而在二聚体液体中，围绕杂质的结晶仅涉及两个相邻的二聚体。我们还发现，次近邻铁磁耦合有利于VBC序。出乎意料的是，在二聚体液体相的某些区域出现了小尺寸的自旋子-杂质束缚态。相比之下，在VBC相中，自旋子在杂质周围的大区域内退局域化，揭示了VBC禁闭势的弱势。最后，我们观察到低至4%的杂质浓度即可显著增强二聚化。这些结果与价键玻璃图像[R.R.P. Singh, Phys. Rev. Lett. 104, 177203 (2010)]进行了对比，并概述了对Herbertsmithite化合物核磁共振谱解释的启示。
引用
@article{arxiv.1006.5370,
title = {Impurity-doped Kagome Antiferromagnet: A Quantum Dimer Model Approach},
author = {D. Poilblanc and A. Ralko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1006.5370},
year = {2010}
}
备注
Extended version. 9 pages, 11 figures