大 $S$ kagomé 晶格反铁磁体的序与激发

我们系统地研究了具有几种常见平面各向异性类型的 kagomé 晶格反铁磁体的基态和谱性质：$XXZ$、单离子和面外 Dzyaloshinskii-Moriya 各向异性。我们的主要关注点是非线性、非简谐项的作用，它们负责许多此类模型中的量子无序致序效应以及相应的基态自旋结构选择。$XXZ$ 和单离子各向异性模型表现出 ${\bf q}\!=\!0$ 和 $\sqrt{3}\times\!\sqrt{3}$ 态之间随各向异性参数变化的量子相变，提供了一个罕见的例子，即量子无序致序涨落倾向于选择与热涨落所选择的不同基态。非线性项也被证明对导致 kagomé 晶格反铁磁体中准粒子崩溃的极强近共振衰变现象至关重要，这些反铁磁体的谱具有平坦或弱色散模式。该效应被证明即使在自旋值很大的极限下依然存在，并且对于其他具有平坦激发分支的阻挫磁体应该是普遍的。对具有 Dzyaloshinskii-Moriya 各向异性的 $S=5/2$ 铁黄钾矾的谱的模型计算为所提出的情景提供了令人信服且详细的表征。