考虑 个自旋排成一列,耦合强度
,一维海森堡模型的哈密顿算符就写成
如果是自旋-1/2的一维海森堡模型,在热力学极限下(),基态能量可利用贝特拟设方法求得
。
自旋半奇整数(、
、
、…)和整数(
、
、
、…)的一维海森堡模型有不同的性质。
奇数(symmetry protected topological)和偶数(trivial)。
Kagome晶格中的自旋液体。
在磁性材料中,磁矩(或自旋)之间的交互作用除了用各向同性的(isotropic)海森堡模型描述以外,还可能出现一些各向异性(anisotropy)。当材料中有较强的自旋-轨道耦合时,常造成自旋 、
、
轴上的耦合强度不同,此时哈密顿算符改写为
被广泛研究的海森堡模型类型的模型是XXZ模型,也就是 的情形,一维自旋-1/2的XXZ模型可利用贝特拟设严格求解。
当磁矩(或自旋)大于1/2,还可能出现另一种形式的各向异性,由晶格场造成的单轴各向异性,其数学形式为 。因此在磁性材料中常被用来讨论的理论模型写成XXZ模型加上单轴各向异性,
其中参数 和
分别代表XXZ各向异性和单轴各向异性,当
且
,模型回归到各向同性的海森堡模型。