半整数高自旋$J_1$-$J_2$海森堡链中的拓扑相

我们使用密度矩阵重正化群方法研究了自旋$S=\frac{3}{2}$到$S=\frac{11}{2}$的半整数反铁磁$J_1$-$J_2$链的基态性质。我们绘制了作为$\frac{J_2}{J_1}$函数的基态相图，其中包含具有交替$\frac{2S-1}{2}$和$\frac{2S+1}{2}$价键的拓扑相。我们通过计算这些高$S$系统在热力学极限（有限尺寸标度）下的弦序参量、二聚体序参量和自旋能隙来识别这些拓扑相及其边界。我们发现这些拓扑区域随$S$反比变窄，并在经典极限下收敛到$\frac{J_2}{J_1}=\frac{1}{4}$的一个点——这是公度序与非公度序之间的临界阈值。此外，我们扩展了之前仅针对$S=\frac{1}{2}$注意到的Majumder-Ghosh态的讨论，并推测其在半整数高自旋系统中作为基态在$\frac{J_2}{J_1}$值的相当大范围内可能存在的可能性。