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铁磁锯齿链的自旋螺旋量子基态

强关联电子 2023-04-04 v2

摘要

具有混合铁磁最近邻相互作用 JJ 和反铁磁次近邻相互作用 JJ'(在各项同性海森堡模型内)的锯齿链的铁磁相,先前被刻画为具有 commensurate 序的相。在本文中,我们证明该系统实际上表现出非公度量子自旋螺旋。尽管基态就局域自旋期望值 \avgSi\avg{\vec{S}_i} 而言是平移不变的,但该螺旋可通过顶点自旋之间的关联自旋-自旋关联 \avgSiSj\avgSi\avgSj\avg{\vec{S}_i\cdot\vec{S}_j}-\avg{\vec{S}_i}\cdot\avg{\vec{S}_j} 检测到。它具有随 JJ' 增长的长波长,并很快超过数值模拟中通常采用的有限系统尺寸。因此,忠实的处置需要使用针对大型周期系统的最先进模拟。在这项工作中,我们能够利用密度矩阵重整化群(DMRG)精确处理具有周期边界条件的多达 L=400L=400 个格点(200 个晶胞)。利用 SU(2) 对称性使我们能直接计算给定总自旋的最低能量态。我们的结果得到了变分均匀矩阵乘积态(VUMPS)计算的证实,后者直接在热力学极限下工作,代价是精度较低。

关键词

引用

@article{arxiv.2207.08273,
  title  = {Quantum spin spiral ground state of the ferrimagnetic sawtooth chain},
  author = {Roman Rausch and Matthias Peschke and Cassian Plorin and Jürgen Schnack and Christoph Karrasch},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2207.08273},
  year   = {2023}
}