作废量子磁体 PHCC 的一维物理

我们对作废量子磁体 PHCC ((C$_4$H$_{12}$N$_2$)Cu$_2$Cl$_6) 进行了全面的微观研究，采用密度泛函能量 band 结构计算结合数值量子多体模拟来研究其 underlying spin Hamiltonian。我们表明，PHCC 的磁性由一维的作废自旋链捕获，包含交替最近邻耦合（$J_1=23.1$K,$J_1'=7.0$K）和均匀的次近邻耦合（$J_2=13.9$ K）。该模型可视为一条锯齿形梯子，提供了磁化率和磁化过程的定量描述，解释了单个三角带能级的观测色散以及其在 Brillouin 区中心处与连续谱的合并。我们还预测在两个三角带束缚（反束缚）态的存在，分别位于两粒子散射连续谱的下（上）边缘以下（以上）。