外磁场下混合反铁磁与铁磁相互作用的自旋1/2蜂窝海森堡模型的量子蒙特卡洛研究

采用带蠕虫更新算法的连续虚时量子蒙特卡洛方法，研究了蜂窝晶格上沿锯齿形和扶手椅形方向分别具有反铁磁(AF)耦合 $J>0$ 和铁磁(F)耦合 $J^{\prime}<0$ 的自旋1/2海森堡模型的基态性质。研究发现，通过增强锯齿形AF链间的F耦合 $J^{\prime}$，系统从一维锯齿形自旋链平滑交叉到二维磁有序态。在无外场时，系统处于条纹序相。在均匀和交错场存在时，出现均匀和交错的面外磁化强度，而条纹序保持在 $xy$ 平面内，并且在临界交错场处观察到二阶量子相变(QPT)。对于 $J>0$、$J^{\prime}<0$ 和 $J<0$、$J^{\prime}>0$ 两种情况，由交错场诱导的QPT的关联长度临界指数分别为 $\nu=0.677(2)$ 和 $0.693(0)$，表明两种情况均属于 O(3) 普适性。分析了交错场中的标度行为，并给出了两种情况下耦合比与交错场平面上的基态相图。还讨论了外磁场中两个系统的磁化率和比热的温度依赖性。