三角 Kagome 晶格上的 XXZ 与 Ising 自旋
统计力学
2008-07-24 v2 强关联电子
摘要
最近制备的二维磁性材料 Cu9X2(cpa)6.xH2O（cpa=2-羧基戊酸；X=F,Cl,Br）中的铜位点构成了三角 Kagome 晶格（TKL），该晶格是通过在每个 Kagome 三角形（“b-三聚体”）内部引入小三角形（“a-三聚体”）形成的。我们证明，在位于 b-三聚体上的自旋具有 Ising 特性的极限情况下，位于 a-三聚体上的 XXZ 自旋的量子涨落可以在无外加磁场的情况下被精确处理。这是通过映射到具有精确解析解的 Kagome Ising 模型来实现的。我们推导了该 XXZ-Ising 模型的完整有限温度相图，包括七个基态相的剩余零温熵。虽然纯 Ising TKL 模型的无序（自旋液体）基态具有每晶胞 ln72=4.2767... 的宏观剩余熵，但相邻 -自旋之间横向（量子）耦合的引入将此熵降低至每晶胞 2.5258...。在存在外加磁场的情况下，我们将 TKL XXZ-Ising 模型映射到具有三自旋相互作用的 Kagome Ising 模型，并推导了基态相图。一个小的（甚至无穷小的）场会导致一个新相，对应于 Kagome 晶格上的非相交环气体，其熵为每晶胞 1.4053...，b-自旋的平均磁化强度为每格点 0.12(1)。此外，我们发现对于中等外加磁场，存在一个临界自旋液体相，其映射到蜂窝晶格上的密排二聚体，即使 a-自旋处于海森堡极限下该相依然存在。
引用
@article{arxiv.0802.2719,
title = {XXZ and Ising Spins on the Triangular Kagome Lattice},
author = {Dao-Xin Yao and Yen Lee Loh and Erica W. Carlson and Michael Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:0802.2719},
year = {2008}
}
备注
12 pages, 12 figures