具有交替铁磁与反铁磁交换作用的阻挫海森堡自旋链研究

我们研究了具有交替铁磁（$J_1^F$）和反铁磁（$J_1^A$）最近邻相互作用以及铁磁次近邻相互作用（$J_2^F$）的海森堡自旋 -1/2 和自旋 -1 链。在该模型中，由于非零的 $J_2^F$ 而存在阻挫。在 $J_2^F$ 趋于零且 $J_1^F/J_1^A$ 较大的极限情况下，具有位点自旋 $s$ 的该模型表现为具有位点自旋 $2s$ 的 Haldane 自旋链。我们证明了可以在参数空间的一条线上找到该模型的精确基态。对于固定的 $J_1^F$，利用数值技术辅以解析计算确定了 $J_1^A-J_2^F$ 空间中的相图。为了理解完整的相图，我们研究了包括结构因子、能隙、纠缠熵和零温磁化强度在内的多个物理量。该模型一个有趣且潜在重要的特征是，它可以在磁场存在时表现出宏观磁化强度跃变；我们利用有效哈密顿量对此进行了研究。