磁场中弱耦合反铁磁自旋 -1/2 梯的静力学与动力学 (博士论文)

我们研究了磁场中弱耦合的自旋 -1/2 梯。这项工作受化合物 $\mathrm{(C_5H_{12}N)_2CuBr_4}$ (BPCB) 的最新实验启发。我们结合使用数值和解析方法，特别是密度矩阵重整化群 (DMRG) 技术，来探索此类系统的相图和激发谱。我们给出了单梯磁化强度和比热的温度依赖性，以及核磁共振 (NMR) 弛豫率的磁场依赖性的详细结果。对于耦合梯，我们在平均场近似下处理弱梯间耦合，计算了三重态凝聚的跃迁温度及其相应的反铁磁序参量。我们讨论并比较了现有的实验测量与我们的理论结果。此外，我们使用时间依赖 DMRG 计算了单自旋梯的动力学关联。我们的结果允许直接描述直至高能的非弹性中子散射截面。我们专注于谱随磁场的演化，并比较了不同耦合下的行为。我们使用不同的解析方法（如映射到自旋链、Luttinger 液体 (LL) 或 t-J 模型）来解释谱的特征。对于存在此类测量值的参数值，我们将结果与化合物 BPCB 的非弹性中子散射实验进行了比较，发现吻合极好。我们对谱的高能部分做出了额外的预测，这些预测可能在未来的实验中得到检验。