SrCu₂(BO₃)₂ – a two-dimensional spin liquid

摘要

We study an extended Shastry–Sutherland model for SrCu₂(BO₃)₂ and analyze the low-lying parts of the energy spectrum by means of a perturbative unitary transformation based on flow equations. The derivation of the one-magnon dispersion (elementary triplets) is discussed. Additionally, we give a quantitative description (symmetries and energies) of bound states made from two elementary triplets. Our high-order results allow us to fix the model parameters for SrCu₂(BO₃)₂ precisely: J₁ = 6.16(10) meV, x := J₂/J₁ = 0.603(3), J =1.3(2) meV. To our knowledge this is the first quantitative treatment of bound states in a true 2D model. PACS Nos.: 75.40Gb, 75.30Kz, 75.50Ee, 75.10JmNous étudions une extension du modèle de Shastry–Sutherland pour le SrCu₂(BO₃)₂ et analysons la partie inférieure du spectre en énergie à l'aide d'une transformation unitaire perturbative basée sur des équations de flux. Nous examinons la dérivation de la dispersion à un magnon (triplets élémentaires). De plus, nous donnons une description quantitative (symétries et énergies) des états liés formés de deux triplets élémentaires. Nos résultats de premier ordre permettent de déterminer de façon précise les paramètres du modèle pour SrCu₂(BO₃)₂ : J₁ = 6,16(10) meV, x := J₂/J₁ = 0,603(3), J = 1,3(2) meV. À notre connaissance, ceci est la première description quantitative de ces états liés dans un vrai modèle 2D. [Traduit par la Rédaction]