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反铁磁 $J_1$-$J_2$ 自旋-$1$ 烧绿石 Heisenberg 模型的相图

强关联电子 2025-05-28 v1

摘要

我们在零温和有限温度下研究了烧绿石晶格上 S=1S=1 自旋的反铁磁 J1J_1-J2J_2 Heisenberg 模型的相图。我们结合了多种互补的最先进的量子多体方法,如密度矩阵重整化群 (DMRG)、密度矩阵纯化以及赝 Majorana 泛函重整化群 (PMFRG)。我们提出了一种有效方法,尽管不可避免地存在非物理自旋态,仍能保持 PMFRG 对有限温度下自旋-11 系统的适用性。我们首先在最近邻烧绿石 Heisenberg 模型中展示了该方法良好的性能,其中比热和均匀磁化率的有限温度行为在 PMFRG 和密度矩阵纯化结果中表现出极好的一致性。引入反铁磁次近邻耦合后,我们发现通过 DMRG 计算,最近邻模型的非磁性基态相延伸至 J2/J10.02J_2/J_1 \sim 0.02,超过该值后出现磁性 k=0\boldsymbol{k}=0 长程序。我们的 PMFRG 计算在类似的区间 J2/J10.035(8)J_2/J_1\sim 0.035(8) 内发现了相变,这与 DMRG 结果一起,为自旋-11 烧绿石 Heisenberg 模型中存在小但有限的非磁性基态相提供了强有力的证据。我们还讨论了不同版本的泛函重整化群关于该相变位置差异的来源。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.12745,
  title  = {Phase diagram of the antiferromagnetic $J_1$-$J_2$ spin-$1$ pyrochlore Heisenberg model},
  author = {Imre Hagymási and Nils Niggemann and Johannes Reuther},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.12745},
  year   = {2025}
}

备注

13 pages, 10 figures