低维位点修饰量子海森堡亚铁磁体中的变磁转变

一维 Ising 模型以及具有短程相互作用的一维/二维量子海森堡模型中有限温度相变的禁止，从根本上限制了低维磁性材料的应用潜力。最近，在修饰的 Ising 链和梯子中发现了一种超窄相交叉（UNPC），它可以任意接近在理想有限温度 $T_0$ 处的相变。在此，我们对处于磁场中类似修饰但更具挑战性的量子海森堡亚铁磁体进行了理论研究，该模型具有铁磁主链交换 $J$、反铁磁位点修饰耦合 $J_{AF}$，以及主链和修饰自旋不同的磁矩 $\mu_aS_a<\mu_bS_b$。我们在大 $J$ 极限下——作为一个中心宏观自旋模型——精确求解了该模型，并发现了两个有限温度二阶相变；恰在 $T_{c2}$ 之上出现了一个“半冰半火”区域。有限 $J$ 弱场结果由有效场映射得出，表明由于指数级强的初始磁化率 $\chi_0\propto e^{4\pi S_a^2 J/T_0}$，二维方格中在有限 $T_0$ 处会出现 UNPC，而在一维链中由于 $\chi_0\propto J/T_0$ 出现的可能性较小。这些结果可能为低维量子自旋系统的新技术应用提供启示，并吸引实验和计算的检验。