基于量子蒙特卡洛模拟的Shastry-Sutherland模型热力学性质
强关联电子
2018-12-03 v2 统计力学
摘要
我们研究了困扰阻挫量子自旋系统量子蒙特卡洛(QMC)模拟的符号问题，重点关注自旋S=1/2、二维空间以及扩展Shastry-Sutherland模型。我们表明，在对角二聚体基中表示哈密顿量会导致符号问题，在二聚体内与二聚体间耦合之比取小和中等值时，该问题在低温下可忽略不计。这是因为二聚体单态乘积态既是扩展Shastry-Sutherland模型的精确基态，也是相应的“无符号问题”模型的精确基态，后者通过在二聚体基中将全部正的非对角矩阵元变号得到。利用这一认识，我们绘制了从Shastry-Sutherland到完全阻挫双层模型的扩展参数空间中的符号问题图，并将其与张量网络方法计算的相图进行比较。我们使用QMC高精度计算了Shastry-Sutherland模型在大系统下磁比热和磁化率的温度依赖关系，耦合比可达0.526(1)并降至零温。对于更大的耦合比，我们的QMC结果通过与精确对角化计算和插值高温级数展开进行系统比较，协助我们标定热力学性质的演化。
引用
@article{arxiv.1808.02043,
title = {Thermodynamic properties of the Shastry-Sutherland model from quantum Monte Carlo simulations},
author = {Stefan Wessel and Ido Niesen and Jonas Stapmanns and B. Normand and Frédéric Mila and Philippe Corboz and Andreas Honecker},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.02043},
year = {2018}
}
备注
13 pages including 10 figures; published version with minor changes and corrections