Antiferromagnetic sawtooth chain with Heisenberg and Ising bonds

Abstract

The sawtooth chain with pairs of S = 1/2 spins interacting with XXZ-interactions placed on each second tooth is considered. All other interaction bonds are taken to be of Ising type. Exact statistical mechanical solution of the model within the direct transfer-matrix technique is obtained. The solution allows one to obtain exact analytic expressions for all thermodynamic functions of the model. Ground state properties are also investigated, the corresponding ground state phase diagram is presented.Розглядається пилкоподiбний ланцюжок з парами S = 1/2 спiнiв, що взаємодiють з XXZ взаємодiєю i розташованi на фрагментi кожного другого зубця пилки. Всi iншi взаємодiї взятi типу взаємодiї Iзинга. Отримано точний статистико-механiчний розв’язок моделi прямим методом матрицi переносу. Розв’язок дозволяє отримати точнi аналiтичнi вирази для всiх термодинамiчних функцiй моделi. Дослiджено також властивостi в основному станi i представлена вiдповiдна фазова дiаграма в основному станi.