論文の概要: Metamagnetic Transition in Low-Dimensional Site-Decorated Quantum Heisenberg Ferrimagnets
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.06442v1
- Date: Sun, 09 Nov 2025 16:24:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-11 21:18:44.947146
- Title: Metamagnetic Transition in Low-Dimensional Site-Decorated Quantum Heisenberg Ferrimagnets
- Title（参考訳）: 低次元サイトデコレーション量子Heisenberg強磁性体におけるメタ磁性転移
- Authors: Weiguo Yin, A. M. Tsvelik,
- Abstract要約: 磁場中における量子ハイゼンベルクフェライトの理論的研究について述べる。
有限温度の2次遷移が2つあり、T_c2$半点以上、半点の状態が現れる。
これらの結果は、低次元量子スピンシステムの新しい技術応用に光を当てるかもしれない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The prohibition of finite-temperature phase transition in one-dimensional (1D) Ising models and 1D/2D quantum Heisenberg models with short-range interactions fundamentally constrains the application potentials of low-dimensional magnetic materials. Recently, ultranarrow phase crossover (UNPC), which can approach a transition at a desirable finite temperature $T_0$ arbitrarily closely, was discovered in 1D decorated Ising chains and ladders. Here we present a theoretical study of similarly decorated, yet much more challenging, quantum Heisenberg ferrimagnets in a magnetic field, which features ferromagnetic backbone exchange $J$, antiferromagnetic site-decoration coupling $J_{AF}$, and different magnetic moments for the backbone and decorating spins $\mu_aS_a<\mu_bS_b$. We exactly solved the model in the large $J$ limit -- as a central-macrospin model -- and found two finite-temperature second-order transitions; just above $T_{c2}$ a ``half-ice, half-fire'' regime appears. Finite-$J$ weak-field results follow from an effective-field mapping, suggesting the emergence of UNPC at finite $T_0$ in 2D square lattices thanks to its exponentially strong initial magnetic susceptibility $\chi_0\propto e^{4\pi S_a^2 J/T_0}$, though less likely in 1D chains where $\chi_0\propto J/T_0$. These results may shed light on new technological applications of low-dimensional quantum spin systems and attract experimental and computational tests.
- Abstract（参考訳）: 1次元(1D)イジングモデルと1次元/2次元短距離相互作用を持つ量子ハイゼンベルクモデルにおける有限温度相転移の禁止は、低次元磁性材料の応用ポテンシャルを根本的に制限する。
近年, 1次元装飾されたイジングチェーンとはしごにおいて, 所望の有限温度$T_0$の遷移に近づき得る超狭相クロスオーバー (UNPC) が発見された。
ここでは、強磁性バックボーン交換$J$、反強磁性サイト-デコレーション結合$J_{AF}$、バックボーンとデコレーションスピンの異なる磁気モーメント$\mu_aS_a<\mu_bS_b$を特徴とする、同様に装飾された、より難しい量子ハイゼンベルクフェライトの磁場における理論的研究を示す。
中心マクロピンモデルとして、このモデルを正確に$J$制限で解き、有限温度の2階遷移が2つ見つかった。
有限-$J$弱体写像の結果は、指数的に強い初期磁化率$\chi_0\propto e^{4\pi S_a^2 J/T_0}$のおかげで、有限$T_0$の2D正方格子でのUNPCの出現を示唆するが、$\chi_0\propto J/T_0$の1D鎖ではそうはならない。
これらの結果は、低次元量子スピンシステムの新しい技術応用に光を当て、実験と計算の試験を惹きつける可能性がある。
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