有限温度下烧绿石S=1/2海森堡反铁磁体
强关联电子
2020-08-10 v1
摘要
受挫的三维量子磁体在理论上素以难以分析著称。此处我们结合三种计算方法研究三维烧绿石S=1/2量子反铁磁体这一典型受挫磁体在有限温度T下性质：对2×2×2晶胞（即32个格点）有限团簇的典型系综法、对48格点较大团簇的有限温矩阵乘积态方法，以及使用多达25个格点团簇（包含非平凡六元与八元环）的数值关联团簇展开（NLCE）。我们聚焦于热力学性质（能量、比热容、熵、磁化率、磁化强度）与静态结构因子。我们在T=0.57J处发现比热中的显著峰值，该峰在有限尺寸团簇间稳定且在级数展开中收敛。这与每自旋0.47 k_B ln 2的残余谱权重明显分离，后者即便在T≈0.25J（我们结果的收敛极限）仍未释放。相较于若干高度受挫模型与材料（如自旋冰或kagome S=1/2海森堡反铁磁体），此值为大。我们还发现低磁场下磁化强度对T的非单调依赖，反映了低能谱权重以非磁性为主的特征。我们将结果与S=1材料NaCaNi2F7的测量详细比较，得出比热峰值函数形式的粗略一致，而这与自旋冰材料Dy2Ti2O7热容的更尖锐峰值不同，且所有这些与常规非受挫磁体均有定性区别。
引用
@article{arxiv.2003.04898,
title = {The pyrochlore S=1/2 Heisenberg antiferromagnet at finite temperature},
author = {Robin Schäfer and Imre Hagymási and Roderich Moessner and David J. Luitz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.04898},
year = {2020}
}
备注
23 pages, 15 figures