Spin-wave calculations for low-dimensional magnets [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Ivan Spremo

Spin-Wave Calculations for Low-Dimensional MagnetsDissertationzur Erlangung des Doktorgradesder Naturwissenschaftenvorgelegt beim Fachbereich Physikder Johann Wolfgang Goethe - Universit atin Frankfurt am MainvonIvan Spremoaus LjubljanaFrankfurt 2006(D F 1)vom Fachbereich Physik derJohann Wolfgang Goethe - Universit at als Dissertation angenommen.Dekan: Prof. Dr. W. A m usGutachter: Prof. Dr. P. KopietzProf. Dr. M.-R. ValentiDatum der Disputation: 21. Juli 2006Fur meine Eltern Marija und Daniloundfur ChristineiContents1 Introduction 12 Magnetic insulators 52.1 Exchange interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2 Order parameters and disorder in low dimensions . . . . . . . . . . . 92.3 Low-energy excitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Quantum Monte Carlo methods for spin systems 133.1 Handscomb’s scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.2 Stochastic Series Expansion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.3 ALPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 Representing spin operators in terms of canonical bosons 174.1 Ordered state: Dyson-Maleev bosons . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.2 Spin-waves in non-collinear spin con gurations . . . . . . . . . . . . 184.2.1 General bosonic Hamiltonian . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184.2.2 Classical ground state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.