本文選題：三維二聚反鐵磁體　切入點：量子蒙特卡羅　出處：《中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所)》2017年博士論文

【摘要】：本文研究了在S=1/2三維二聚海森堡反鐵磁體中的量子相變現(xiàn)象。通過大規(guī)模的量子蒙特卡羅模擬和細(xì)致的有限尺度外插分析,我們得到了從磁無序的二聚非磁態(tài)到尼耳反鐵磁態(tài)的量子相變性質(zhì)的高精度結(jié)果。這一相變打破了O(N)對稱性,此處N=3。系統(tǒng)處在D=3+1維上,對應(yīng)了上臨界維度,因此需要引入乘積式的對數(shù)修正,對平均場標(biāo)度行為進(jìn)行修正。我們定量地分析了這些修正,得出了零溫下反鐵磁序ms以及尼耳溫度T_N的精確修正形式。其中,我們通過標(biāo)度假設(shè)為T_N建立了對數(shù)修正形式,和本文的數(shù)據(jù)相符合,通過該形式可以得出ms以及T_N符合線性關(guān)系的結(jié)論,說明即使在靠近量子相變點的過程中,量子漲落和熱致漲落之間幾乎是解耦和的。我們還在相變點上反鐵磁磁化系數(shù)中觀察到了理論上預(yù)言的與N無關(guān)的有限尺度對數(shù)修正。這些對數(shù)修正形式在此前的數(shù)值工作中從未被驗證過,并且和二聚反鐵磁材料TlCuCl_3的實驗結(jié)果十分相關(guān)。本文還研究了三維二聚反鐵磁體中的振幅(“希格斯”)模。希格斯模是連續(xù)對稱性自發(fā)破缺中普遍存在的集體激發(fā)。本文將量子蒙特卡羅模擬和隨機(jī)解析延拓相結(jié)合,研究了三維二聚反鐵磁體中的動力學(xué)性質(zhì)。本文計算了相變兩側(cè)系統(tǒng)的自旋譜函數(shù)和二聚自旋單態(tài)譜函數(shù),并在兩個譜函數(shù)中都找到了希格斯模。本文的結(jié)果顯示,希格斯模的能量和特征寬度都符合量子場論的標(biāo)度預(yù)期。另外,通過自旋譜觀察到的希格斯模的寬度和在TlCuCl_3中子散射實驗中的觀察相一致,但二聚自旋單態(tài)譜函數(shù)中的希格斯模寬度顯著更大。本文的結(jié)果說明現(xiàn)代的量子蒙特卡羅和解析延拓方法已經(jīng)可以得到系統(tǒng)復(fù)雜的動力學(xué)性質(zhì)。
[Abstract]:In this paper , we have studied the quantum phase transition phenomena in the antiferromagnet of S = 1 / 2 - D - dimer . By the large - scale Monte Carlo simulation and the detailed finite - scale extrapolation analysis , we have obtained the exact modified form of the quantum phase transition from the unmagnetized dimeric non - magnetic state to the Fresnel antiferromagnetism .

【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O469

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本文編號：1667609