論文の概要: Fingerprints of cluster-based Haldane and bound-magnon states in a spin-1 Heisenberg diamond chain
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.18447v1
- Date: Tue, 21 Oct 2025 09:20:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-25 03:08:13.23558
- Title: Fingerprints of cluster-based Haldane and bound-magnon states in a spin-1 Heisenberg diamond chain
- Title（参考訳）: スピン-1ハイゼンベルクダイヤモンド鎖におけるクラスターベースハルデンおよびバウンドマグノン状態の指紋
- Authors: Azam Zoshki, Hamid Arian Zad, Katarina Karlova, Jozef Strecka,
- Abstract要約: スピン-1ハイゼンベルクダイヤモンド鎖の磁場中における磁気及び熱力学特性について検討した。
我々は、一様およびクラスタベースのハルダン状態を含む、多種多様な非伝統的な量子相を発見した。
フラストレーションされたスピン1ダイヤモンド鎖が量子スターリングエンジンの効率的な動作媒体として機能できることを実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate magnetic and thermodynamic properties of a spin-1 Heisenberg diamond chain in a magnetic field using a combination of analytical and numerical methods including the variational approach, exact diagonalization, density-matrix renormalization group, localized-magnon theory, and quantum Monte Carlo simulations. In the unfrustrated regime, the model exhibits a quantum ferrimagnetic phase that captures key magnetic features of the nickel-based polymeric compound [Ni3(OH)2(C4H2O4)(H2O)4].2H2O such as a at minimum in the temperature dependence of the susceptibility times temperature product and an intermediate one-third magnetization plateau. In the frustrated regime, we uncover a rich variety of unconventional quantum phases including uniform and cluster-based Haldane states, fragmented monomer-dimer phase, and bound-magnon crystals. Analysis of the adiabatic temperature change and magnetic Gruneisen parameter reveals an enhanced magnetocaloric effect near field-induced transitions between these exotic quantum phases. Additionally, we demonstrate that the frustrated spin-1 diamond chain can operate as an efficient working medium of a quantum Stirling engine, which approaches near-optimal efficiency when driven into these unconventional quantum states.
- Abstract（参考訳）: 磁場中におけるスピン-1ハイゼンベルクダイヤモンド鎖の磁気的および熱力学的特性を, 解析的手法と数値的手法の組み合わせを用いて検討した。
非フラストレーション状態において、このモデルは、感受性時間温度積と中間3次磁化プラトーの温度依存性が最小限であるようなニッケル系高分子化合物[Ni3(OH)2(C4H2O4)(H2O)4].2H2Oのキー磁気特性を捕捉する量子強磁性相を示す。
フラストレーション状態において、一様およびクラスタベースのハルダン状態、断片化されたモノマー-二量相、および有界マグノン結晶を含む、様々な非伝統的な量子相を明らかにする。
断熱温度変化と磁気グルーネセンパラメータの解析により、これらのエキゾチック量子相間の磁場誘起遷移付近で磁気食塩効果が増強されることが明らかになった。
さらに、フラストレーションされたスピン-1ダイヤモンド鎖が量子スターリングエンジンの効率的な作業媒体として機能し、これらの非伝統的な量子状態に駆動されるとき、ほぼ最適効率に近づくことを示した。
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