自旋-1 与自旋-3/2 插值方格-三角 Heisenberg 反铁磁体中的磁有序

使用耦合簇方法，我们研究了在无限、各向异性三角晶格上当自旋量子数 $s=1$ 或 $s=3/2$ 时的自旋-$s$ $J_{1}$-$J_{2}'$ Heisenberg 反铁磁体（HAFs）。相对于方格晶格几何，该模型在最近邻之间具有反铁磁 ($J_{1} > 0$) 键，并在每个方格的唯一对角线上具有竞争 ($J_{2}' > 0$) 键，且每个方格的对角线相同。在拓扑等价的三角晶格几何中，我们有两种类型的最近邻键：即沿平行链的 $J_{2}' \equiv \kappa J_{1}$ 键和产生链间耦合的 $J_{1}$ 键。因此，该模型在 $\kappa = 0$ 处的方格晶格各向同性 HAF 与 $\kappa \rightarrow \infty$ 处的一组解耦链之间进行插值，而三角晶格各向同性 HAF 位于其间 $\kappa = 1$ 处。对于 $s=1$ 和 $s=3/2$ 模型，我们分别在 $\kappa_{c}=0.615 \pm 0.010$ 和 $\kappa_{c}=0.575 \pm 0.005$ 处发现了一个二阶量子相变，该相变发生在 Néel 反铁磁态与螺旋态之间。在两种情况下，基态能量 $E$ 及其一阶导数 $dE/d\kappa$ 在 $\kappa=\kappa_{c}$ 处均是连续的，而相变的序参数（即平均格点磁化强度）在相变两侧均未趋于零。$s=1$ 和 $s=3/2$ 情况在 $\kappa = \kappa_{c}$ 处的相变，类似于我们先前在 $s=1/2$ 情况下于 $\kappa_{c}=0.80 \pm 0.01$ 处观察到的相变。然而，对于更高的自旋值，该相变为连续（二阶）型，与经典情况相同；而对于 $s=1/2$ 情况，其本质似乎是弱一阶的（尽管不能排除二阶相变的可能）。