Magnetocaloric effect in quantum spin-s chains

• Published in: Condensed Matter Physics
• Date: 2009
• Main Authors: Honecker, A., Wessel, S.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2009
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/119996
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Magnetocaloric effect in quantum spin-s chains / A. Honecker, S. Wessel // Condensed Matter Physics. — 2009. — Т. 12, № 3. — С. 399-410. — Бібліогр.: 55 назв. — англ.

We compute the entropy of antiferromagnetic quantum spin-s chains in an external magnetic field using exact
 diagonalization and Quantum Monte Carlo simulations. The magnetocaloric effect, i. e., temperature variations
 during adiabatic field changes, can be derived from the isentropes. First, we focus on the example of the spin-
 s = 1 chain and show that one can cool by closing the Haldane gap with a magnetic field. We then move to
 quantum spin-s chains and demonstrate linear scaling with s close to the saturation field.
 In passing, we propose a new method to compute many low-lying excited states using the Lanczos recursion. Ми обчислюємо ентропiю антиферомагнiтних квантових спiн-s ланцюжкiв у зовнiшньому магнiтному полi, використовуючи точну дiагоналiзацiю i квантове Монте Карло. Магнiтокалоричний ефект, тобто змiна температури при адiабатичних змiнах поля, може бути отриманий з iзентроп. Спочатку ми зосереджуємося на прикладi спiн-s = 1 ланцюжка i показуємо, що можна охолоджувати, закриваючи магнiтним полем щiлину Галдейна. Потiм ми переходимо до квантових спiн-s ланцюжкiв i демонструємо лiнiйний скейлiнг з s поблизу поля насичення.