磁场中自旋 -1/2 阻挫铁磁链的矢量手性与多极序

我们研究了存在磁场情况下，具有竞争性铁磁最近邻交换耦合 $J_1$ 和反铁磁次近邻交换耦合 $J_2$ 的一维自旋 -1/2 Heisenberg 链。我们采用了数值方法（密度矩阵重整化群方法和精确对角化）以及有效场论方法，获得了宽参数范围耦合比 $J_1/J_2$ 下的基态相图。该相图丰富多样，包含矢量手性相、向列相以及其他多极相。在出现于相对较弱磁场中的矢量手性相中，基态表现出矢量手性的长程序（LRO），并自发破坏了宇称对称性。向列相显示出反铁磁向列自旋关联的准长程序，是由高磁场中双磁子束缚态的形成所致。类似地，更高的多极相，如三极（$p=3$）和四极（$p=4$）相，是通过饱和场附近 $p$ 个磁子的束缚形成的，表现出反铁磁多极自旋关联的准长程序。随着磁场降低，多极相会过渡到自旋密度波相，然后在更低磁场下经历相变进入矢量手性相。文中讨论了我们结果对准一维阻挫磁体（例如 LiCuVO$_4$）的启示。