向列相中由高阶耦合竞争导致的磁准长程有序

通过自旋波分析与蒙特卡洛模拟，研究了仅含类向列双二次与双三次项的二维 $XY$ 模型的临界性质。发现即便两类类向列项各自均不能诱导磁有序，它们的共存与竞争仍会导致一个延展的磁准长程有序相，楔入由各自耦合分别诱导的两个类向列相之间。因此，除所有相交汇的多临界点外，对任意有限的耦合参数比值均存在两次相变：一次从顺磁相到两类向列相之一，随后在更低温度发生到磁相的另一次相变。有限尺寸标度分析表明，磁相与类向列相之间的相变属于 Ising 与三态 Potts 普适类。在竞争诱导的代数磁相内部，发现自旋对关联函数的衰减甚至远慢于具有纯磁相互作用的标准 $XY$ 模型。该磁相的特征是涡旋—反涡旋对密度极低，并在双二次与双三次耦合强度大致相等因而竞争最激烈的点附近达到最小。