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该研究团队结合变分法、精确对角化、密度矩阵重整化群、局域磁子理论及量子蒙特卡洛模拟等解析与数值方法，探究了自旋-1海森堡菱形链在磁场中的磁性与热力学性质。在无阻挫区域，该模型展现出量子亚铁磁相，成功复现了镍基聚合物[Ni3(OH)2(C4H2O4)(H2O)4].2H2O的核心磁性特征——包括磁化率与温度乘积关系曲线中的平台型最小值以及三分之一磁化强度平台。在阻挫区域，研究人员发现了一系列非常规量子相，如均匀型与团簇型Haldane态、碎片化单体-二聚体相以及束缚磁子晶体。通过对绝热温度变化及磁Grüneisen参数的分析，揭示了这些奇异量子相在磁场诱导转变边界附近具有增强的磁热效应。此外，该工作证明阻挫自旋-1菱形链可作为量子斯特林引擎的高效工质，当其被驱动至这些非常规量子态时，可实现接近最优的热机效率。