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【24h】

Frustration-induced plateaus in S ≥ 1/2 Heisenberg spin ladders

机译：S≥1/2 Heisenberg自旋阶梯中由挫折引起的平稳

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We study the T=0 magnetization of frustrated two-leg spin ladders with arbitrary value of the spin S. In the strong-rung limit, we use degenerate perturbation theory to prove that frustration leads to magnetization plateaus at fractional values of the magnetization for all spins 5 and to determine the critical ratios of parallel to diagonal inter-rung couplings for the appearance of these plateaus. These ratios depend both on the plateau and on the spin. To confirm these results and to investigate the properties of these ladders away from the strong-coupling limit, we have performed extensive density-matrix renormalization-group calculations for S≤2. For large enough inter-rung couplings, all plateaus simply disappear, leading to a magnetization curve typical of integer-spin chains in a magnetic field. The intermediate region turns out to be surprisingly rich however, with, upon increasing the inter-rung couplings, the development of magnetization jumps and. in some cases, the appearance of one or more phase transitions inside a given plateau.
机译：我们研究了具有任意旋转S值的沮丧的两腿旋转梯的T = 0磁化强度。在强行极限中，我们使用简并扰动理论来证明，对于所有磁化强度的分数，挫折会导致磁化平稳旋转5并确定平行和对角线行间耦合的临界比，以显示这些平稳状态。这些比率取决于平稳和自旋。为了确认这些结果并调查这些梯子的性质，使其不依赖强耦合极限，我们对S≤2进行了广泛的密度矩阵重归一化组计算。对于足够大的梯级内部联轴器，所有平稳段都会消失，从而导致磁场中典型的整数自旋链的磁化曲线。然而，中间区域却出乎意料地丰富，随着梯级间耦合的增加，磁化强度也随之跃升。在某些情况下，在给定的平台内会出现一个或多个相变。

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