Точное решение смешанной цепочки Изинга–Гейзенберга с ромбовидными ячейками и спинами 1/2 и S

Геометрическое фрустрирование в одном из классов смешанных цепочек Изинга–Гейзенберга с ромбовидными ячейками и спинами 1/2 и S исследуется с помощью трех точных аналитических методов: метода проекций Камбэ, преобразования декорация–итерация и метода трансфер-матрицы. В частности, рассматриваются основное состояние, процесс намагничивания и теплоемкость как функции внешнего магнитного поля при различных степенях геометрического фрустрирования. Показано, что увеличение величины спина Гейзенберга S приводит к росту числа промежуточных плато намагничивания, которые возникают на кривых намагничивания при условии, что основное состояние является сильно вырожденным вследствие достаточно сильного геометрического фрустрирования. С другой стороны, в пределе классического спина Гейзенберга S → ∞ все промежуточные плато намагничивания сливаются в линейную зависимость намагничивания от магнитного поля. Также обнаружен усиленный магнетокалорический эффект со скоростью охлаждения, превышающей таковую для парамагнитных солей, когда неупорядоченная фрустрированная фаза является основным состоянием, а внешнее магнитное поле достаточно мало.