重新审视平方晶格反铁磁体的自旋波热力学

基于 Wick 分解以新颖方式修正常规自旋波理论，我们给出了平方晶格量子反铁磁体的精细热力学。我们的方案不再伴随 Hartree-Fock 近似中修正自旋波固有的向顺磁态人工相变的臭名昭著问题。对于自旋 $\frac{1}{2}$ 与自旋 $1$ 的情形，关于内能、比热、静态均匀磁化率和动力学结构因子的各种修正自旋波结果，不仅与量子蒙特卡洛计算和 Lanczos 精确对角化进行了数值比较，还被解析展开为低温级数。通过 Wick 分解相互作用的修正自旋波在从绝对零度到无穷的整个温度范围内提供可靠热力学。在最简 Heisenberg 哈密顿量上添加环交换相互作用等更高阶自旋耦合，我们精确复现了高温超导体母相反铁磁体 $\mathrm{La}_2\mathrm{CuO}_4$ 的非弹性中子散射测量。将 Dyson-Maleev 玻色子与辅助赝费米子结合修正也可得到无热崩溃的平方晶格反铁磁体热力学，但除非温度足够低，否则精度较差。将所有方案也应用于层状反铁磁体，我们讨论了修正自旋波与玻色子-赝费米子联合表示的优缺点。