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量子自旋系统的相变与临界现象是凝聚态物理和统计物理中的一个非常重要的研究领域。本文利用实空间重正化群方法,在钻石型等级晶格上研究了量子自旋模型的相变与临界性质。论文的主要结果如下:
1.在两种钻石型等级晶格(分形维数分别是df=2.58和3,标度因子b=2)上研究了自旋s=1/2的各向异性量子XXZ模型(各向异性参数△∈(-∞,1])的相变与临界性质。结果表明,在各向同性Heisenberg极限下(△=0),系统存在有限温度的相变;对于各向异性因子-∞<△≤0的情况系统还存在XY不动点。对于以上系统,还计算了其临界指数。结果表明对于df=2.58的钻石型等级晶格,系统Ising临界指数v1的数值与该晶格上经典Ising模型的结果相同。并且,系统的各向同性Heisenberg临界指数vH为有限值;对于df=3的钻石型等级晶格,系统的vI和vH的值都与简单立方晶格上相应的结果接近。
2.在df=2的钻石型等级晶格上研究了具有Dzyaloshinsky-Moriya(DM)相互作用的各向异性Heisenberg模型的相变与临界性质。求出了系统的相图、临界点和临界指数。与已有的结果相比较,发现系统的相变与临界性质不受DM相互作用的影响,表明该系统和不含DM相互作用的各向异性Heisenberg系统属于同一个普适类。