有限温度下自旋的量子-经典对应及其在蒙特卡罗仿真中的应用

我们考虑任意相互作用自旋系统在有限温度下的量子-经典映射。我们证明，在大 $S$ 极限下，配分函数的渐近形式与长度为 $S_C=\sqrt{S(S+1)}$ 的经典自旋模型的配分函数相同。量子对主导项的修正形式为 $1/[S(S+1)]$ 的幂级数。这一表述为对现实磁性哈密顿量的经典建模提供了严格的基础。作为应用，我们对几种具有已知相互作用参数的材料进行经典蒙特卡罗仿真以计算相变温度，包括 MnF$_2$、MnTe、Rb$_2$MnF$_4$、MnPSe$_3$、FePS$_3$、FePSe$_3$、CoPS$_3$、CrSBr 和 CrI$_3$。得到的相变温度与实验数据表现出良好的一致性。