Highly-anisotropic exchange interactions of $j_{\rm eff}=1/2$ iridium moments on the fcc lattice in La$_2B$IrO$_6$ ($B$ $=$ Mg, Zn)
利用非弹性中子散射（INS）实验研究了具有A型反铁磁基态的面心立方（fcc）铱酸盐双钙钛矿La $_2$ ZnIrO $_6$和La $_2$ MgIrO $_6$的磁激发.这些几何阻挫$j_{\rm eff}=1/2$莫特绝缘体上的粉末非弹性中子散射数据为具有非常弱色散的带隙自旋波激发提供了明确的证据。INS的结果和热力学数据，这些材料可以重现传统的海森堡-伊辛模型具有显着的单轴伊辛各向异性和相当大的第二邻居铁磁相互作用。这种单轴伊辛交换相互作用在理想面心立方晶格上是完全禁止的，因此它只能由远离理想面心立方晶格极限的弱晶体畸变引起。这可能表明，即使在$j_{\rm eff}=1/2$莫特绝缘体中的弱扭曲也可能导致强交换各向异性。然而，更诱人的是，我们找到了另一种可行的解释的INS结果的自旋模型与占主导地位的Kitaev相互作用。与单轴伊辛交换相反，高方向Kitaev相互作用是一种交换各向异性，即使在理想的fcc晶格上也是完全允许的。Kitaev模型具有由量子有序无序诱导的磁振子能隙，而由晶格畸变导致的有序度降低产生的Kitaev耦合的弱各向异性可以钉扎有序并增强磁振子能隙。我们的研究结果强调了即使是重过渡金属氧化物中的传统磁性有序也可能受到植根于强自旋轨道耦合的高度方向性交换相互作用的驱动。
2016-04-28 cond-mat.str-el
Possible proximity of the Mott insulating Iridate Na2IrO3 to a topological phase: Phase diagram of the Heisenberg-Kitaev model in a magnetic field
最近的实验观察的Mott绝缘状态的层状铱Na 2 IrO 3的启发，我们讨论了可能的有序状态的有效铱的时刻在存在强自旋轨道耦合和磁场。对于指向[111]方向的场-垂直于由铱矩形成的六方晶格-我们发现海森堡和Kitaev交换相互作用的组合产生了丰富的相图，具有对称性破缺磁有序相以及在小范围耦合参数上稳定的拓扑有序相。我们的数值模拟进一步表明在这些有序相之间的边界处有两个奇异的多临界点。
2011-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic and magnetic properties of iridium ilmenites $A$IrO$_3$ ($A=$ Mg, Zn, and Mn)
我们从理论上研究了钛铁矿与共边IrO $_6$蜂窝层，$A$ IrO $_3$与$A=$ Mg，Zn，Mn的电子能带结构和磁性，并与共线反铁磁体MnTiO $_3$进行了比较.含$A=$ Mg和Zn的化合物最近在Y.~ Haraguchi { \it等人}，Phys. Rev. Materials { \bf 2}，054411（2018），而MnIrO $_3$尚未合成，但在K.~ Miura { \it等人}，Commun. Mater. { \bf 1}，55（2020）。我们发现，在相反的MnTiO $_3$，其中的能隙打开在Ti $3d$带的反铁磁有序的高自旋$S=5/2$时刻，MgIrO $_3$和ZnIrO $_3$有一个间隙的影响下的Ir $5d$带的自旋轨道耦合和电子相关。它们的电子结构与自旋-轨道耦合Mott绝缘体中具有$j_{\rm eff}=1/2$赝自旋自由度的电子结构相似，如在单斜$A_2$ IrO $_3$中所发现的，其中$A=$ Na和Li已被研究为Kitaev自旋液体的候选者。事实上，我们发现$j_{\rm eff}=1/2$赝自旋之间的有效交换相互作用主要是由Kitaev型键依赖相互作用和对称的非对角相互作用。另一方面，对于MnIrO $_3$，我们发现，本地的晶格结构是很大程度上变形，和Mn $3d$和Ir $5d$带附近的费米能级出现在一个复…
2021-06-26 cond-mat.str-el
Antiferromagnetic resonance in the cubic iridium hexahalides (NH$_4$)$_2$IrCl$_6$ and K$_2$IrCl$_6$
本研究通过高场电子自旋共振测量两种立方铱六卤化物，在磁有序态观察到两个磁振子模式，并利用线性自旋波理论估算出最近邻Heisenberg耦合为主导、Kitaev各向异性较弱的交换参数。
2021-11-21 cond-mat.str-el
New Honeycomb Iridium (V) Oxides: NaIrO$_3$ and Sr$_3$CaIr$_2$O$_9$
报道了两种新的铱酸盐NaIrO $_3$和Sr $_3$ CaIr $_2$ O $_9$的结构和物理性质，它们都具有连续的二维蜂窝状连接性. NaIrO 3是通过钠从Na $_2$ IrO $_3$中室温氧化脱嵌而产生的，并且包含形成平面蜂窝晶格的共边IrO 6八面体。Sr $_3$ CaIr $_2$ O $_9$，通过传统的固态合成，主机的弯曲的蜂窝状晶格与新颖的角共享IrO6八面体之间的连接。这两种新化合物均由Ir $^{5+}$（5 $d^4$）组成，并表现出可忽略的磁化率。因此，它们是研究Ir $^{5+}$氧化物所表现出的氧化行为的起源的平台，并提供了蜂窝晶格上$J$ = 0状态的第一个例子。
2015-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-Orbit Coupling in Iridium-Based 5d Compounds Probed by X-ray Absorption Spectroscopy
我们已经进行了X射线吸收光谱（XAS）测量的一系列Ir基5d过渡金属化合物，包括Ir，IrCl 3，IrO 2，Na 2 IrO 3，Sr 2 IrO 4，和Y 2 Ir2 O 7。通过比较在Ir L2和L3吸收边处观察到的“白线”特征的强度，可以提取关于这些系统中自旋轨道耦合强度的有价值的信息。我们观察到非常大的，非统计分支比在所有研究的Ir化合物，很少或没有依赖于化学成分，晶体结构，或电子状态。这一结果证实了强自旋轨道耦合效应的存在下，在新的铱酸盐，如Sr2IrO4，Na2IrO3，和Y2Ir2O7，并建议，即使是简单的Ir基化合物，如IrO2和IrCl3可能值得进一步研究。与此相反，XAS测量的Re为基础的5d化合物，如Re，ReO2，ReO3，和Ba2FeReO6，揭示统计分支比和可忽略的自旋轨道耦合效应。
2012-05-30 cond-mat.str-el
Multiband $d-p$ model and self-doping in the electronic structure of Ba$_2$IrO$_4$
我们介绍并研究了描述IrO $_4$层的多带$d-p$模型（例如在Ba $_2$ IrO $_4$中实现的），其中每个晶胞的所有$34$轨道都被部分占据，即，$t_{2g}$和$e_g$轨道在铱和$2p$轨道在氧离子。该模型考虑了各向异性铱-氧$d-p$和氧-氧$p-p$跳跃过程，晶体场分裂，自旋轨道耦合，和现场库仑相互作用，在铱和氧离子。我们发现，假设理想化的离子配置（与$n_0=5+4\times 6=29$电子每IrO $_4$单位）的基础上的预测不能很好地解释独立的\textit{ab initio}数据和Ba $_2$ IrO $_4$的实验数据。相反，我们发现$d-p$态的总电子密度较小，为$n=29-x<n_0$（$x>0$）。修正$x=1$后，$d-p$模型的预测变得更符合实际，发现了IrO $_2$平面内沿（110）方向的磁矩，与实验和\textit{ab initio}数据一致.我们还表明：（i）空穴在氧轨道上离域，铱离子的电子密度增加，因此（ii）它们的$e_g$轨道被一个以上的电子占据，必须包含在描述铱酸盐的多带$d-p$模型中。
2016-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The vicinity of hyper-honeycomb $β$-Li2IrO3 to a three-dimensional Kitaev spin liquid state
由于大量的自旋-轨道耦合和相关效应的组合，氧化铱在寻找物质的新量子态中占据突出的位置，包括，例如，Kitaev自旋液体和拓扑Weyl态。在这方面，我们建立了最近合成的超蜂窝状铱酸盐$β$ -Li 2 IrO 3的承诺。详细的理论分析揭示了大的铁磁第一邻居Kitaev相互作用的存在下，而第二邻居反铁磁海森堡交换驱动器的基态从铁到锯齿通过一个三维Kitaev自旋液体和一个无公度相。实验将系统置于后一种状态，但Kitaev自旋液体非常接近，并且可以通过稍微修改第二和第一相邻耦合之间的比率来达到，例如通过应变。
2016-03-13 cond-mat.str-el
Spin excitations of a proximate Kitaev quantum spin liquid realized in Cu$_2$IrO$_3$
在键依赖伊辛相互作用之间的阻挫效应的影响下，排列在蜂窝晶格的角上的磁矩被预测形成一种新的物质状态，Kitaev量子自旋液体。一些层状蜂窝状铱酸盐和相关材料，如Na $_{2}$ IrO $_{3}$和$α$ $_{3}$，接近于Kitaev量子自旋液体，但与不期望的反铁磁长程有序相关联的玻色子自旋波激发掩盖了Kitaev哈密顿量的固有性质。在这里，我们使用$^{63}$ Cu核四极共振，揭示了低能量自旋激发在近理想的蜂窝晶格中的有效自旋$S = 1/2$在铜$_{2}$中的Ir $^{4+}$位置$_{3}$。我们证明，不像Na $_{2}$ IrO $_{3}$，Ir自旋涨落没有表现出临界慢向磁长程有序在零外磁场的证据。此外，低能量的自旋激发光谱是占主导地位的模式，具有大的激发间隙可比的伊辛相互作用，预期的签名为Kitaev量子自旋液体的马约拉纳费米子。
2022-03-08 cond-mat.str-el
Magnetic Excitations and Interactions in the Kitaev Hyperhoneycomb Iridate $β$-Li$_2$IrO$_3$
我们提出了一个彻底的实验研究的三维超蜂窝Kitaev磁铁$β$ -锂$_2$ IrO $_3$，使用非弹性中子散射（INS），时域太赫兹光谱和热容测量的组合。主要结果包括INS光谱权重的大规模低温重组，其演变成以12 meV为中心的宽峰，以及THz数据中2.8（1）meV处的独特峰。粉末平均自旋波理论计算的详细比较表明，这两个功能的位置控制的各向异性$Γ$耦合和海森堡交换$J$，分别。精细的微观自旋模型将$β$ IrO $_3$置于Kitaev自旋液相附近。
2022-07-25 cond-mat.str-el
Hidden spin-orbital order in the Kitaev hyperhoneycomb $β$-Li$_2$IrO$_3$
我们报道了在3D Kitaev候选材料$β$ -Li $_2$ IrO $_3$中存在高温相变。我们表明，过渡是散装的，内在的和订单一个微小的磁矩与空间各向异性饱和时刻。我们表明，即使这种转变是全球性的，它不冻结本地的Ir时刻，这在低得多的温度下进入一个不相称的状态。相反，有序矩有一个与自旋相关耦合的轨道原点，可能是Kitaev原点。自旋相关轨道矩和局部Ir矩的单独排序揭示了Kitaev系统中磁挫挫可以导致共存磁态的新方式。
2019-09-13 cond-mat.str-el
Incommensurate Counterrotating Magnetic Order Stabilized by Kitaev Interactions in the Layered Honeycomb $α$-Li$_2$IrO$_3$
层状蜂窝磁体$α$ -Li $_2$ IrO $_3$已被理论上提出作为显示与蜂窝晶格上的自旋-轨道纠缠$j_{\rm eff}=1/2$磁矩之间的Kitaev相互作用相关的新颖磁性行为的候选者。在这里，我们报告的单晶磁共振X射线衍射结合粉末磁中子衍射，揭示了一个不相称的磁性顺序在蜂窝层与Ir磁矩反向旋转的最近邻网站。这种类型的磁结构还没有在蜂窝状磁铁实验报告之前，不能解释的自旋哈密顿与占主导地位的各向同性（海森堡）耦合。磁性结构与结构多型体$β$和$γ$ $_2$ IrO $_3$中的磁性有序共享许多关键特征，理论上理解为分别通过位于三维超蜂窝和条纹蜂窝晶格的顶点上的Ir矩之间的主导Kitaev相互作用来稳定。基于这种类比和候选自旋哈密顿的磁基态的理论软自旋分析，我们提出Kitaev相互作用也占主导地位的$α$ -Li $_2$ IrO $_3$，表明通用Kitaev物理在所有三个成员的谐波蜂窝家庭的Li $_2$ IrO $_3$多型。
2016-02-25 cond-mat.str-el
Structural, electronic, and magnetic properties of nearly-ideal $J_{\rm eff}$ $=$ 1/2 iridium halides
具有$J_{\rm eff}$ $=$ 1/2电子基态的重过渡金属磁体由于其具有容纳新类别的量子自旋液体和超导体的倾向而引起了最近的兴趣。不幸的是，具有理想的$J_{\rm eff}$ $=$ 1/2状态的模型系统是稀缺的，由于在大多数候选材料中的非立方局部畸变的重要性。在这项工作中，我们确定了一个家庭的铱卤化物系统[即K $_2$ IrCl $_6$，K $_2$ IrBr $_6$，（NH $_4$）$_2$ IrCl $_6$，和Na $_2$ IrCl $_6 \cdotp $ 6（H $_2$ O）]与Ir $^{4+}$电子基态非常接近理想的$J_{\rm eff}$ $=$ 1/2限制，尽管在低温全球晶体结构的变化。我们还发现了有序的磁基态的三个无水系统，与单晶中子衍射K $_2$ IrBr $_6$揭示I型反铁磁性。这种自旋配置是符合预期的面心立方磁体中的重大Kitaev交换。
2020-09-09 cond-mat.str-el
Reentrant incommensurate order and anomalous magnetic torque in the Kitaev magnet $β$-$\text{Li}_2\text{IrO}_3$
我们提出了一个理论研究的响应$β$ - $\text{Li}_2\text{IrO}_3$在外部磁场下的$ab$，$bc$和$ac$晶面。结果是基于最小最近邻$J$ - $K$ - $Γ$模型，并揭示了丰富的场致相变和磁相变的相互作用，具有独特的签名，可以直接通过扭矩磁力仪探测。最突出的是，我们观察到：i）在$ab$平面中的场的不相称的反向旋转顺序的不寻常的重新进入，以及ii）一组对于在$bc$平面中旋转的场特别大的突然扭矩不连续性，并且其特征形状与在3D Kitaev磁体$γ$ - $\text{Li}_2\text{IrO}_3$中观察到的形状非常相似。这些预测的实验确认将铺平道路，这3D Kitaev磁铁的所有相关的微观参数的准确测定。
2020-03-29 cond-mat.str-el
Magnetic excitations in the Kitaev material Na$_2$IrO$_3$ studied by neutron scattering
University of Cologne（科隆大学）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Institut Laue-Langevin（朗之万研究所）
通过中子散射研究Na₂IrO₃的磁激发，发现其磁子能隙和反铁磁Heisenberg交换特性，与α-RuCl₃的铁磁交换结果不同。
2026-02-16 cond-mat.str-el
Magnetic structure and excitation spectrum of the hyperhoneycomb Kitaev magnet $β$-Li$_2$IrO$_3$
基于最小$J$ - $K$ - $Γ$模型，对Kitaev磁体$β$ -Li $_2$ IrO $_3$的静态和动态性质进行了理论研究.我们认为，可以定性地理解在附近的一个相称的，周期-3状态，共享相同的对称性，传播矢量，两个自旋子晶格的反向旋转，和非共面性的长波扭曲的无公度磁序的$β$ -Li $_2$ IrO $_3$。当Kitaev相互作用$K$或非对角交换各向异性$Γ$占主导地位时，这种周期3状态显示出非常不同的结构，分别具有特别的铁磁或反铁磁自旋二聚体。我们计算了两种结构的磁振子激发谱和动力学自旋结构因子。中子散射强度的动量和能量依赖性的结果提供了$K$ -主导态或$Γ$ -主导态的独特定性和定量指纹，从而提供了有关$β$ -Li $_2$中这些相互作用相对强度的额外信息IrO $_3$。
2018-03-02 cond-mat.str-el
Magnetic anisotropy of the alkali iridate Na$_{2}$IrO$_{3}$ at high magnetic fields: evidence for strong ferromagnetic Kitaev correlations
莫特绝缘蜂窝状铱酸钠$_{2}$ IrO $_{3}$的磁场响应进行了研究，使用扭矩磁力测量在磁场高达60特斯拉。峰谷结构中观察到的扭矩响应对应于一个能量尺度接近的锯齿形排序（$\approx 15~K$）温度在磁场。使用精确的对角化计算，我们表明，这样一个独特的签名在扭矩响应约束的有效自旋模型，这些类的Kitaev材料占主导地位的铁磁Kitaev相互作用的，而占主导地位的反铁磁Kitaev相互作用的替代模型被排除在外。我们进一步表明，在高磁场，远程自旋关联函数迅速衰减，信号的过渡到一个长期追求的场诱导量子自旋液体超越峰谷结构。因此，Kitaev系统被认为是场诱导量子自旋液体的优秀候选者，在另一种Kitaev材料$α-$ RuCl $_{3}$中也提出了类似的物理机制。
2018-10-24 cond-mat.str-el
Pressure-induced dimerization and collapse of antiferromagnetism in the Kitaev material $α$-Li$_2$IrO$_3$
我们目前的磁化强度测量进行多晶和单晶样品的$α$ -锂$_2$ IrO $_3$在静水压力高达2 GPa，并建立这种材料的温度-压力相图。$α$ IrO $_3$的Néel温度（$T_{\rm{N}}$）在压缩时略微提高，其中$dT_{\rm{N}}/dp$ = 1.5 K/GPa。在1.2 GPa以上，$α$ $_2$ IrO $_3$经历向双聚相的一级相变，在低温下在1.8 GPa以上没有观察到磁相的痕迹。结构二聚化的临界压力与温度有很强的依赖性。这种温度依赖性是很好地再现的从头算水平，考虑到较低的声子熵在α相。我们进一步表明，最初的增加$T_{\rm{N}}$的磁相是由于减弱的Kitaev相互作用$K$随着增强的海森堡项$J$和非对角各向异性$Γ$。我们的研究揭示了一个共同的线索在相互作用的磁性和二聚在压力Kitaev材料。
2022-02-15 cond-mat.str-el
Clues and criteria for designing Kitaev spin liquid revealed by thermal and spin excitations of honeycomb iridates Na$_2$IrO$_3$
与原来的预期相反，Na $_2$ IrO $_3$不是Kitaev量子自旋液体（QSL），但在实验中显示出锯齿型反铁磁有序。在这里，我们提出了实验线索和标准来衡量如何在手中的材料是接近Kitaev的QSL状态。为此，我们系统地研究了由Chaloupka $et$ $al$研究的广义Kitaev-Heisenberg模型的热激发和自旋激发。在Phys. Rev. Lett. 110，097204（2013）和Yamaji $et$ $al$提出的Na $_2$ IrO $_3$的有效从头算哈密顿量。在Phys. Rev. Lett. 113，107201（2014）中描述的方法。结果表明，除了磁有序矩和Neel温度的降低等简单的判据外，量子线与Kitaev量子线的接近还表现出以下特征：（1）由于自旋被分解为两种类型的Majorana费米子，在$T_{\ell}$和$T_h$处出现了比热随温度变化的两个峰值. (2)在双峰之间，在熵的温度依赖性中，突出的平台或肩部固定在$(R/2)\ln 2$处，其中$R$是气体常数。(3)线性自旋波近似在动力学结构因子低激发下的失效。(4)小比率$T_{\ell}/T_h$接近或小于0.03。根据所提出的标准，Na $_2$ IrO $_3$被归类为一个化合物接近Kitaev的QSL，并被证明是一个有前途的候选人的QSL的实现，如果相关的材料参数可以…
2016-01-21 cond-mat.str-el
Origin of the insulating state in the Kitaev candidate Cu$_2$IrO$_3$
本研究结合晶体对称性分析与密度泛函理论计算，揭示Kitaev候选材料Cu₂IrO₃绝缘态的微观起源为Ir离子电荷有序化，形成相互贯穿的Ir⁴⁺与Cu²⁺三角晶格，构成新型蜂窝Kitaev晶格。
2024-11-29 cond-mat.str-el
Kitaev Materials
在具有部分填充的$4d$和$5d$壳层的过渡金属化合物中，自旋轨道纠缠、电子关联和晶体场效应共同产生了各种新颖形式的拓扑量子物质。这包括Kitaev材料--一种自旋轨道辅助的莫特绝缘体，其中局部的自旋轨道纠缠$j=1/2$矩形成，受到强键方向相互作用的影响。在概念层面上，Kitaev材料因其非传统的磁性形式而引起了人们的极大兴趣，例如二维和三维晶格几何中的自旋液体物理学或非平凡自旋纹理的形成。实验上，已经合成了许多Kitaev材料，其包括蜂窝材料Na $_2$ IrO $_3$、$α$ $_2$ IrO $_3$和RuCl $_3$，三角形材料Ba $_3$ Ir $_x$ Ti $_{3-x}$ O $_9$，以及三维超蜂窝和带状蜂窝材料$β$-Li $_2$ IrO $_3$和$_3$ MATHABMW-Li $_2$ IrO $_3$。这些课堂讲稿提供了一个简短的回顾，这些Kitaev材料的理论和实验探索的现状。
2017-01-24 cond-mat.str-el
Raman Scattering Signatures of Kitaev Spin Liquids in A$_2$ IrO$_3$ Iridates
本文从理论上研究了Kitaev-Heisenberg模型中无隙量子自旋液体相的拉曼散射响应$I(ω)$。占主导地位的偏振无关的贡献$I_K (ω)$反映了在基态通量部门的紧急马约拉纳费米子的态密度。可积性破缺的海森堡交换产生了第二个贡献，其主要部分$I_H (ω)$具有量子猝灭的形式，对应于四个$Z_2$规范通量的突然插入。这导致在弱偏振相关的响应与尖锐的峰值伴随着广泛的功能，这可以与马约拉纳费米子在扰动的规范场的存在下的通量激发的能量。我们讨论的实验情况，并探讨更普遍的Kitaev自旋液体响应函数的可积性破缺的影响。
2014-06-16 cond-mat.str-el
Ground state phase diagram of Kitaev-Heisenberg model on honeycomb-triangular lattice
蜂窝晶格和三角晶格上的Kitaev-Heisenberg模型作为描述铱氧化物自旋轨道物理的一种可能模型，近年来得到了广泛的研究。在该模型中，每个晶格都有许多相特征。然而，当几何形状由蜂窝晶格转变为三角晶格时，两种晶格中的相如何相互融合的研究还没有。本文研究了Kitaev-Heisenberg模型的基态，该模型定义在连接蜂窝和三角晶格的系统上，称为蜂窝-三角晶格。利用Luttinger-Tisza方法和经典的蒙特卡罗模拟，得到了该模型在经典自旋下的基态相图.除了已知的蜂窝状和三角形晶格中的相位，我们发现共存的相位组成的已知的相位。通过精确对角化和密度矩阵重整化群计算，我们发现量子涨落对相图的影响较小。
2018-04-17 cond-mat.str-el
Raman Signatures of Strong Kitaev Exchange Correlations in (Na$_{1-x}$Li$_x$)$_2$IrO$_3$ : Experiments and Theory
对（Na $_{1-x}$ Li $_x$）$_2$ IrO $_3$（$x = 0, 0.05$和$0.15$）单晶的非弹性光散射研究表明，在$\sim $ ~2750 cm $^{-1}$处有一个与偏振无关的宽谱带，其带宽为$\sim 1800$ ~cm $^{-1}$。对于Na $_2$ IrO $_3$，在温度$ \leq 200$ ~K下观察到宽带，并且在磁有序状态内持续存在。对于Li掺杂的样品，这种模式的强度增加，转移到较低的波数，并持续到较高的温度。最近已经预测了这种模式（Knolle等人）。是基塔耶夫自旋液体的特征我们分配的宽带的观察是强Kitaev交换相关性的签名。宽带甚至在磁有序态内部也存在的事实表明，动态波动的时刻甚至在$T_{N}$以下也存在。这进一步支持我们的平均场计算。平均场理论计算的拉曼响应表明，自旋液体状态预测的宽带生存在磁有序状态附近的磁-自旋液体相边界。与理论模型的比较给出了Kitaev交换相互作用参数的估计为$J_K\approx 57$ ~meV。
2016-03-29 cond-mat.str-el
Magnetic field-induced evolution of intertwined orders in the Kitaev magnet $β$-Li$_2$IrO$_3$
最近在三维Kitaev磁体$β$ -Li $_2$ IrO $_3$中的散射实验表明，沿结晶学${\bf b}$轴的相对较弱的磁场驱动系统从其不相称的反向旋转顺序到相关顺磁体，具有沿场叠加磁化的显著均匀的“锯齿形”分量。在这里，它示出的锯齿形命令是不是从它的线性耦合到字段（通过交错，非对角元素的${\bf g}$ -张量），但从它的纠缠与不相称的顺序和纵向磁化。新兴的图片解释了所有定性的实验结果在零和有限的领域，包括迅速下降的不相称的顺序与字段和所谓的强度总和规则。后者被证明是独立的海森堡交换$J$的小签名，相比Kitaev耦合$K$和非对角各向异性$Γ$。值得注意的是，在感兴趣的区域中，无公度分量消失的场$H^\ast$基本上仅取决于$J$，这允许从$H^\ast$的报告测量中提取$J\!\simeq\!4K$的估计。我们还评论了最近的实验在加压$β$ -锂$_2$ IrO $_3$和得出结论，$J$随压力下降。
2018-03-01 cond-mat.str-el
Exotic low-energy excitations emergent in the random Kitaev magnet Cu$_2$IrO$_3$
我们报告的磁化$M(H)$，直流/交流磁化率$χ(T)$，比热$C_{\mathrm{m}}(T)$和μ子自旋弛豫（$μ$ SR）测量Kitaev蜂窝铱酸铜$_2$ IrO $_2$淬火无序。尽管存在化学无序，但我们从$C_{\mathrm{m}}(T)$和$μ$ SR数据中没有发现自旋玻璃低至260 mK的迹象。此外，通过零场μ子自旋弛豫观察到的持续自旋动力学证明了静态磁性的存在。值得注意的观察是$χ[H,T]$和$M[H,T]$在$H/T$中的标度关系，标度指数为$α=0.26-0.28$，这是从键的随机性预期的。然而，$C_{\mathrm{m}}[H,T]/T$不服从预测的普遍标度律，指向除了随机单态的存在下，低洼的激发。我们的研究结果表明一个有趣的作用，淬火无序在Kitaev自旋系统中创建低能量激发可能属于Z $_2$通量。
2018-11-16 cond-mat.str-el
Critical properties of the Kitaev-Heisenberg model
研究了在有限温度下蜂窝晶格上Kitaev-Heisenberg模型的临界性质，该模型可以描述准二维化合物Na $_2$ IrO $_3$和Li $_2$ IrO $_3$的物理性质.该模型经历了两个相变作为温度的函数。在低温下，热涨落通过有序-无序机制诱导磁长程序。具有自发破缺的$Z_6$对称性的磁有序态持续到特定的临界温度。我们发现在低温有序相和高温无序相之间存在一个中间相。有限尺度尺度分析表明，中间相是一个临界的Kosterlitz无相变相，具有连续变化的指数。我们认为，中间相实际上已观察到以上的低温磁有序相在钠$_2$ IrO $_3$，并可能在锂$_2$ IrO $_3$。
2012-11-18 cond-mat.str-el
Chemical- and hydrostatic-pressure effects on the Kitaev honeycomb material Na$_2$IrO$_3$
利用μ子自旋弛豫和核磁共振方法研究了量子自旋液体态的候选材料\tcr{polycrystalline} Na $_2$ IrO $_3$在化学压力和流体静压下的低温磁性. Li对Na的化学取代促进了非均匀磁有序，而流体静压（高达3.9GPa）导致有序温度$T_\mathrm{N}$的提高.在第一种情况下，不均匀的磁序表明广泛分布的$j=\,$ \textonehalf \ Ir $^{4+}$磁矩的短程或长程相关性，反映了局部无序。在施加压力点下$T_\mathrm{N}$的增加是由于层间压缩引起的三维相互作用的强度增加。
2018-10-10 cond-mat.str-el
Signatures of non-Loudon-Fleury Raman scattering in the Kitaev magnet $β$-Li$_2$IrO$_3$
利用非弹性拉曼散射研究了超蜂窝Kitaev磁体$β$ - $\text{Li}_2\text{IrO}_3$的磁激发.的光谱表现出共存的广泛的散射连续和两个尖锐的低能量峰在2.5毫电子伏和3毫电子伏，具有独特的偏振依赖性。虽然连续谱暗示了从接近的量子自旋液体相中出现的分数准粒子，但尖锐的峰提供了最近提出的“非劳登-弗勒里”单磁振子散射过程的第一个实验特征[物理评论B 104，144412（2021）]。相应的微观机制类似于导致对称非对角交换相互作用$Γ$的机制（因为它涉及直接和配体介导的交换路径的组合），但在传统的拉曼散射的Loudon-Fleury理论中完全出乎意料。因此，目前的实验验证要求在类似的系统与强自旋轨道耦合和多个交换路径的拉曼散射进行激烈的重新评估。
2022-02-01 cond-mat.str-el
Theory of Raman response in three-dimensional Kitaev spin liquids: application to $β-$ and $γ-$Li$_2$IrO$_3$ compounds
计算了Kitaev自旋模型在$\mathcal{H}$ - $0$、$\mathcal{H}$ - $1$和$\mathcal{H}$ - $\infty$谐振蜂窝晶格上的拉曼响应.我们确定了几个定量的特征，在拉曼光谱的自旋液相的特性。不像动力学结构因子，探测两个马约拉纳自旋和磁通激发出现自旋分馏，在Kitaev模型的拉曼光谱直接探测的状态对分数，分散马约拉纳自旋的密度。因此，所有这些模型中的拉曼光谱对于充分的各向同性耦合都是无隙的，具有由分散的马约拉纳自旋的费米线（或点）产生的低能幂律。我们表明，拉曼光谱的偏振依赖性包含有关基态对称性的重要信息。我们还讨论了在何种程度上的拉曼响应的功能，我们发现反映自旋液相的一般性质，并评论其可能的相关性$α-$，$β-$和$γ-$锂$_2$ IrO $_3$化合物。
2015-07-22 cond-mat.str-el
Observation of Phonon-Assisted Magnon Absorption in Spin-Orbit Coupling Induced Mott Insulator Sr$_{2}$IrO$_{4}$
对二维自旋-轨道耦合诱导的层状钙钛矿结构莫特绝缘体Sr $_{2}$ IrO $_{4}$进行了红外透射测量。在180 K以下的吸收谱中，在1870 cm $^{-1}$附近观察到声子助磁振子模。最近邻超交换相互作用$J$估计为57 meV，这大约是氧化铜La $_{2}$ CuO $_{4}$的$J$值的一半。我们的研究结果表明，非平凡的性质，如超导性实现在相当高的温度在铱氧化物的可能性。
2013-01-09 cond-mat.str-el
Signatures of fractionalization in the optical phonons of hyperhoneycomb Kitaev magnet $β$-Li$_2$IrO$_3$
本研究提出通过分析光学声子不对称 Fano 线型的温度依赖性来识别自旋分数化特征，并在超蜂窝 Kitaev 磁体 $β$-Li$_2$IrO$_3$ 中验证了该线型与自旋分数化为 Majorana 费米子和 $\mathbb{Z}{_2}$ 通量相一致。
2024-07-22 cond-mat.str-el
Phase Diagram and Quantum Order by Disorder in the Kitaev $K_1$-$K_2$ Honeycomb Magnet
我们发现，拓扑Kitaev自旋液体的蜂窝晶格是非常脆弱的第二邻居Kitaev耦合$K_2$，最近已被证明是占主导地位的扰动远离最近邻模型在铱酸钠$_2$ IrO $_3$，也可能发挥作用，在$α$ -RuCl $_3$和Li $_2$ IrO $_3$。这种耦合自然地解释了Z字形有序（没有引入不切实际的大的较长范围海森堡交换项）和最近在Na $_2$ IrO $_3$中观察到的实空间和自旋空间之间的特殊纠缠。此外，我们在这里提出的最小$K_1$ - $K_2$模型具有独特的性质，即经典和量子相图以及它们各自的有序无序机制由于经典和量子对应物的根本不同的对称性而定性不同。
2015-12-07 cond-mat.str-el
Exchange interactions in $d^{5}$ Kitaev materials: From Na$_2$IrO$_3$ to $α$-RuCl$_3$
本文研究了赝自旋二分之一$d^{5}$离子在共边八面体蜂窝晶格中的交换作用。各种交换渠道，包括哈伯德U，电荷转移激发，循环交换被认为是。包括$t_{2g}$轨道内以及$t_{2g}$和$e_g$轨道之间的跳跃。特别注意三角晶场$Δ$交换参数的影响。在广泛的$Δ$范围内，所获得的交换汉密尔顿量由铁磁Kitaev相互作用K主导。结果发现，接近电荷转移绝缘体制度和小$Δ$的参数区域是最有希望实现Kitaev自旋液相。在此基础上讨论了两种典型的蜂窝材料Na $_2$ IrO $_3$和$α$ -RuCl $_3$.我们已经发现，这两种材料共享占主导地位的铁磁K和积极的非对角$Γ$值。然而，它们的Heisenberg J项具有相反的符号：Na $_2$ IrO $_3$中的AFM J>0和$α$ -RuCl $_3$中的FM J<0.这就产生了不同的磁涨落，导致了它们不同的磁化行为和自旋激发谱。在$α$ -RuCl $_3$中强调了由于大FM J而导致的与FM状态的接近。这两种材料的交换耦合之间的差异源于相反的$Δ$值，表明晶体场可以作为一个有效的控制参数来调节$d^{5}$自旋轨道莫特绝缘体的磁性。
2022-06-09 cond-mat.str-el
Heat capacity evidence for proximity to the Kitaev QSL in A$_2$IrO$_3$ ($A =$ Na, Li)
蜂窝晶格铱酸盐$A_2$ IrO $_3$（$A =$ Na，Li）是实现基塔耶夫-海森堡模型的候选者，尽管它们与基塔耶夫量子自旋液体（QSL）的接近程度仍然存在争议。本文报道了在$0.075~{\rm K}\leq T \leq 155$ ~K范围内$A_2$ IrO $_3$（$A =$ Na，Li）的热容$C$和熵$S_{mag}$。我们发现一个很好的分离的双峰结构的磁热容$C_{mag}$的两种材料和$S_{mag}$的Na $_2$ IrO $_3$显示出一个肩膀之间的峰值接近${1\over 2}$ Rln $2$的值。这些特征表明自旋分裂成接近Kitaev QSL的Majornana费米子[Phys. Rev. B { \bf 92}，115122（2015）; Phys. Rev. B { \bf 93}，174425（2016）.]。这些结果提供了第一个热力学证据，$A_2$ IrO $_3$位于接近Kitaev QSL。此外，我们还测量了高温$T\leq 1000$ ~K磁化率$χ$，并估算了真顺磁态下的外斯温度$θ$。对于Na $_2$ IrO $_3$和Li $_2$ IrO $_3$，我们分别找到了$θ\approx -127$ ~K和$-105$ ~K。
2017-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-tuned magnetic interactions in honeycomb Kitaev materials
一系列的蜂窝晶格化合物已被提出和研究的拓扑Kitaev自旋液体的搜索。然而，这些潜在的Kitaev材料的磁哈密顿量中相当大的海森堡相互作用和额外的磁交换允许的各向异性将它们从纯Kitaev自旋液体状态推离。特别是Kitaev-海森堡耦合比在这方面是必不可少的。利用先进的量子化学方法，我们研究了几种蜂窝状化合物（Na $_2$ IrO $_3$，$β$ -Li $_2$ IrO $_3$，和$α$ -RuCl $_3$）的磁耦合比与压力的关系.我们发现，海森堡和Kitaev项的影响不同的均匀压力或应变：Kitaev分量增加更迅速地比海森堡对应。这提供了一种情况，其中施加压力或应变可以稳定这种材料中的自旋液体。
2018-02-04 cond-mat.str-el
RIXS observation of bond-directional nearest-neighbor excitations in the Kitaev material Na$_2$IrO$_3$
自旋轨道耦合锁定自旋方向和空间取向，并在半经典磁体中产生局部自旋易轴和相关的有序。量子自旋-1/2不受这种命运的影响：自旋不是局部各向异性的，而是自旋-自旋相互作用。因此，相互作用变得依赖于自旋之间的键的空间取向，其主要的理论例子是Kitaev磁体。键方向的相互作用意味着存在键方向的磁性模式，预测自旋激发，使结晶等效键磁性不等效，但仍然难以捉摸的实验。在这里，我们表明，共振非弹性X射线散射，使我们能够明确探测磁激发的键方向字符。为此，我们使用一个由一个键和相应的自旋分量跨越的散射平面，并扫描包含多个布里渊区的动量转移范围。将这种方法应用到Na $_2$ IrO $_3$中，我们建立了10 meV和45 meV下磁激发的不同键方向特性。结合自旋-自旋相关性的观察，仅限于一个单键，这实验验证了Kitaev字符交换相互作用长期提出的这种材料。
2023-01-19 cond-mat.str-el
Spin dynamics and field-induced magnetic phase transition in the honeycomb Kitaev magnet $α$-Li$_2$IrO$_3$
层状蜂窝状铱酸盐$α$ -Li $_2$ IrO $_3$显示出在最近邻站点上具有反向旋转矩的无公度磁结构，提出通过自旋轨道纠缠Ir $^{4+}$磁矩之间的强受抑各向异性Kitaev相互作用来稳定。在这里，我们报告粉末非弹性中子散射测量，观察急剧分散的低能量磁激发集中在磁有序波矢，归因于戈德斯通激发的无公度顺序，以及一个额外的强烈模式以上的间隙$Δ\simeq2.3$毫电子伏。零场μ子自旋弛豫测量表明，μ子极化在低于Néel温度$T_{\rm N}\simeq15$ K时有明显的振荡，其随时间变化的曲线与体无公度长程磁性一致。脉冲场磁化测量观察到，在64 T的最大场处仅达到饱和磁化值的大约一半。在25 T附近有一个明显的异常，表明过渡到一个磁化率降低的阶段。过渡场具有与零场带隙模式相当的塞曼能量，这表明间隙抑制是场诱导过渡的可能机制。
2018-10-07 cond-mat.str-el
Covalency-driven collapse of strong spin-orbit coupling in face-sharing iridium octahedra
我们报道了$\textit{ab-initio}$密度泛函理论计算和Raman散射结果，以探讨Ba $_5$ CuIr $_3$ O $_{12}$单晶的电子结构.这种绝缘的铱酸盐，由形成准一维链的面共享IrO $_6$八面体组成，不能用通常用于讨论具有IrO $_6$八面体的铱酸盐化合物的电和磁性质的局部$j_{\rm eff}$ =1/2矩图来描述。较短的Ir-Ir距离的面共享的几何形状，相比于角或边共享的结构，导致相邻的Ir之间的强共价性。然后，这种强共价性的结果在每个Ir三聚体的分子轨道（MO）的形成作为低能量的电子自由度。理论预测的三峰结构的联合态密度，一个明显的指示偏离$j_{\rm eff}$ =1/2图片，验证通过观察拉曼散射的电子激发光谱中的三峰结构。
2018-11-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kitaev quantum spin liquid - concept and materialization
十年前，Alexei Kitaev在二维蜂窝晶格上提出了一个精确可解的$S$ = 1/2模型，其中自旋分解为Majorana费米子，并在基态形成拓扑量子自旋液体（QSL）。人们很快就认识到，由于电子关联和自旋轨道耦合的相互作用，具有蜂窝结构的复杂铱氧化物和氯化钌家族是磁性绝缘体，并容纳了Kitaev模型的基本成分。这引发了一场竞赛，以实现Kitaev QSL和捕获马约拉纳费米子的签名。在这篇综述中，我们提供了一个广泛的视角，这一迅速发展的领域，包括理论，材料和实验。我们首先总结了Kitaev QSL基态的理论背景和利用自旋-轨道纠缠$J_{\rm eff}$ = 1/2矩实现它的方法。随后是候选材料及其磁性的概述，包括Na $_2$ IrO $_3$、$α$、$β$、$γ$ -Li $_2$ IrO $_3$、$α$ -RuCl $_3$和H $_3$ LiIr $_2$ O $_6$ .最后，我们回顾了Kitaev QSL搜索的最新令人兴奋的进展。特别地，H-$_3$、LiIr $_2$ O-$_6$和$α$ -RuCl $_3$在外加磁场中显示出QSL态的特征，而$α$ -RuCl $_3$具有与自旋分馏一致的不寻常的磁激发和热输运性质.
2019-03-19 cond-mat.str-el
Impact of disorder on dynamics and ordering in the honeycomb lattice iridate Na$_2$IrO$_3$
Kitaev的蜂窝状自旋液体模型及其在诸如$α$ $_3$、Li $_2$ IrO $_3$和Na $_2$ IrO $_3$的材料中的提议实现继续提出关于在非Kitaev相互作用以及不均匀性的存在下自旋液体的动力学如何被修改的公开问题。本文用$^{23}$ Na核磁共振方法研究了单晶Na $_2$ IrO $_3$的静态和动态磁性质。我们发现，NMR位移如下体磁化率高于30 K，但偏离它以下;此外，低于$T_N$的光谱显示了广泛的内部磁场分布。这两个结果提供了证据，在低温下的不等价的磁性网站，表明不均匀性是重要的磁性。自旋-晶格弛豫速率是各向同性的，并在$T_N$处发散，表明Kitaev立方轴可能控制临界量子自旋涨落。在有序的状态下，我们观察到无隙激发，这可能是由网站替代，从温和的混乱出现的缺陷，或可能与附近的量子顺磁状态不同的Kitaev自旋液体。
2020-01-29 cond-mat.str-el
Epitaxially stabilized iridium spinel oxide without cations in the tetrahedral site
采用脉冲激光沉积法制备了多晶型Ir_2O_4单晶薄膜，并采用软化学方法对薄膜进行脱嵌。Ir 2 O 4在四面体位置中没有A阳离子的尖晶石（AB 2 O 4）中结晶，其与Al 2 O3-MnO 2同构。铱离子形成烧绿石亚晶格，这是已知的，会引起强烈的几何挫折。这种Ir尖晶石被发现是一个窄间隙绝缘体，在显着的对比，以金属基态的金红石型IrO 2。我们认为，强烈的自旋轨道耦合和库仑排斥的相互作用引起的绝缘基态在层状钙钛矿Sr 2 IrO 4。
2010-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-coplanar and counter-rotating incommensurate magnetic order stabilized by Kitaev interactions in $γ$-Li2IrO3
实现Kitaev自旋模型与键相关的各向异性相互作用的材料已经寻找了很长时间，因为所产生的挫折效应被预测为稳定新形式的磁序或量子自旋液体。在这里，我们探讨磁性的$γ$ -锂$_2$ IrO $_3$，它具有拓扑结构的三维Kitaev晶格的相互连接的Ir蜂窝。使用共振磁X射线衍射，我们发现一个复杂的，但高度对称的无公度磁结构与非共面和反向旋转的Ir时刻。我们提出了一个最小的Kitaev-海森堡哈密顿量，自然占所观察到的磁结构的所有关键特征。我们的研究结果提供了强有力的证据，证明$γ$ -Li $_2$ IrO $_3$实现了一个自旋哈密顿量与占主导地位的Kitaev相互作用.
2014-07-15 cond-mat.str-el
Unconventional magnetic order on the hyperhoneycomb Kitaev lattice in $β$-Li2IrO3: full solution via magnetic resonant x-ray diffraction
最近合成的铱酸盐$β$ IrO $_3$已被提出作为候选物，以显示由三维“超蜂窝”晶格上的键依赖的各向异性相互作用（Kitaev模型）的阻挫效应稳定的新颖磁性行为。在这里，我们报告了一项使用中子粉末衍射和磁共振X射线衍射来求解完整磁性结构的联合研究。我们发现一个复杂的，不相称的磁秩序与非共面和反向旋转的Ir矩，令人惊讶的是，它的许多功能与相关的结构多型“stripyhoneycomb”$γ$ -锂$_2$ IrO $_3$，占主导地位的Kitaev相互作用已被调用来解释所观察到的磁结构的稳定性。这两种结构多型体具有不同的全局晶格拓扑结构，但具有相同的局部连通性，它们之间的行为相似性强烈暗示，相同的磁相互作用和相同的潜在机制决定了两种材料中磁序的稳定性，表明$β$ -和$γ$ -Li $_2$ IrO $_3$是在固态材料中实现主导Kitaev相互作用的强候选者。
2014-08-01 cond-mat.str-el
Importance of anisotropic exchange interactions in honeycomb iridates. Minimal model for zigzag antiferromagnetic order in Na$_2$IrO$_3$
在这项工作中，我们调查蜂窝铱基系统的磁性的微观性质，通过进行系统的研究，这些化合物中的有效磁相互作用如何取决于各种电子显微参数。我们表明，描述的磁性在一个$_2$ IrO $_3$的极小模型包括各向同性和各向异性Kitaev型自旋交换相互作用之间的最近和次近邻Ir离子，次近邻Ir磁矩之间的Kitaev相互作用的大小是与最近邻相互作用。我们还发现，虽然海森堡和Kitaev最近的邻居之间的相互作用是相应的反铁磁和铁磁，他们都改变下一个最近的邻居的符号。使用经典的蒙特卡罗模拟，我们检查导出的超交换模型的磁相图。锯齿型反铁磁秩序被发现占据了很大一部分的相图的模型，铁磁次近邻海森堡相互作用相关的Na $_2$ IrO $_3$，它可以稳定，即使在第三近邻耦合的情况下。我们的研究结果表明，实验观察到的Z字形相在Na $_2$ IrO $_3$的自然物理起源是由于最近和次最近的邻居之间的Kitaev各向异性相互作用的相互作用。
2014-08-15 cond-mat.str-el
Signatures of Floquet Engineering in the proximal Kitaev Quantum Spin Liquid H$_3$LiIr$_2$O$_6$ by tr-RIXS
通过tr-RIXS研究H$_3$LiIr$_2$O$_6$中弗洛quet工程对低能磁激发的影响，并探讨其量子自旋液体极限的观测方法。
2024-12-04 cond-mat.str-el
Comparing the influence of Floquet dynamics in various Kitaev-Heisenberg materials
在本文中，我们研究了Floquet工程的可能性，在三个候选Kitaev材料$\mathrm{Na}_2\mathrm{IrO}_3$，$α$ - $\mathrm{Li}_2\mathrm{IrO}_3$和$α$ - $\mathrm{RuCl}_3$。我们导出了一个有效的Floquet哈密顿量，并给出了一个近似的由doublon holon传播引起的加热过程，这表明具有较强Hund规则耦合的化合物不容易加热。然后，我们研究了光的频率和振幅对磁相互作用项的影响，直到第三近邻，发现第三近邻海森堡耦合$J_3$是非常容易调谐的圆偏振光。最后，我们讨论了线性偏振光在选择性调节单键方向中的应用。
2021-10-29 cond-mat.str-el
Eclipsing Kitaev: off-diagonal exchange governs the correlated high-field phases of $β$-Li$_2$IrO$_3$
Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究院）；Loughborough University（拉夫堡大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
研究β-Li₂IrO₃的高场相图，通过磁致磁化率测量发现其相结构依赖方向，用基于对称性的J-K-Γ模型及微观计算表明非对角Γ交换耦合磁序稳定高场相，解释了候选材料中场致自旋液体预期未实现的原因。
2026-07-08 cond-mat.str-el
Challenges in Design of Kitaev Materials: Magnetic Interactions from Competing Energy Scales
在这项研究中，我们重新分析Kitaev自旋液体候选材料Na $_2$ IrO $_3$，$α$ -RuCl $_3$，和$α$ -Li $_2$ IrO $_3$中的磁相互作用使用非微扰精确对角化方法。这些方法是更合适的，因为在以前的作品中建议的系统的相对巡回性质。我们平等地对待第三邻国的所有互动。计算的条款揭示显着的长程耦合，键各向异性，和/或非对角耦合，我们认为自然解释观察到的有序相在这些系统中。鉴于这些观察结果，分析了在实际材料中实现自旋液体状态的潜力，并定义和解释了合成挑战。
2016-03-11 cond-mat.str-el
Doping a spin-orbit Mott Insulator: Topological Superconductivity from the Kitaev-Heisenberg Model and possible application to (Na2/Li2)IrO3
我们研究了掺杂莫特绝缘体对蜂窝晶格的影响，其中自旋通过方向相关的Kitaev耦合J_K和弱反铁磁海森堡耦合J相互作用。这个模型是已知的有一个自旋液体基态，并可能实现在相关的绝缘体与强自旋轨道耦合。在t-J-J_K模型中研究了空穴掺杂的影响，并采用SU（2）从玻色子模型处理，该模型正确地捕获了母自旋液体。我们发现超导体的基态与自旋三重态配对，自发打破时间反演对称性。有趣的是，在低和高掺杂的配对是定性不同的，并经历了一级过渡掺杂。在高掺杂时，它平滑地连接到与底层自由粒子分散体一起传播的电子的配对状态。然而，在低掺杂下，色散强烈地受磁交换的影响，并且完全不同于自由粒子的能带结构。在这里，超导性是完全带隙的和拓扑的，类似于具有px+ipy配对的自旋极化电子。这些结果可能与蜂窝晶格铱酸盐如A_2IrO_3（A=Li或Na）掺杂有关。
2012-08-04 cond-mat.str-el
Pressure tuning of structure, magnetic frustration and carrier conduction in Kitaev spin liquid candidate Cu$_2$IrO$_3$: X-ray, Raman, magnetic susceptibility, resistivity and first-principles analysis
层状蜂窝晶格铱酸铜$_2$ IrO $_3$是Kitaev量子自旋液体的最接近的实现，主要是由于增强的层间分离和接近理想的蜂窝晶格。我们报告的压力引起的结构演变的Cu $_2$ IrO $_3$的粉末X射线衍射（PXRD）高达$\sim$ 17 GPa和拉曼散射测量高达$\sim$ 25 GPa。在宽的混合相压力范围内（$\sim$ 4 ~ 15 GPa）观察到结构相变（单斜$C2/c \: \rightarrow$三斜$P\bar{1}$）。三斜相由严重扭曲的蜂窝状晶格与Ir-Ir二聚体形成和塌陷的层间分离。在低压单斜相的稳定范围内，结构演化保持Kitaev配置高达4 GPa。这是支持所观察到的增强磁挫折直流磁化率没有出现任何磁有序和增强的动态拉曼磁化率。在1.4- 300 K温度范围内高达25 GPa的高压电阻测量表明，弹性非金属$R$（$T$）的行为与显着降低的电阻率在高压阶段。Mott三维变程跳跃传导的特征能量尺度$T_0$大大降低，表明高压相是在局部巡回交叉的边界。采用第一性原理密度泛函理论（DFT）计算发现，在常压下，$\rm Cu_2IrO_3$以单斜$P2_1/c$相存在，其能量低于$C2/c$相（两种结构均与实验XRD图谱一致）. DFT揭示了在7 GPa下从$P2_1/c$到$P\bar{1}$结构的结构转变（涉及Ir-Ir键的二聚化）与实验观察到的转变压力一致…
2022-05-02 cond-mat.str-el
Magnon damping in the zigzag phase of the Kitaev-Heisenberg-$Γ$ model on a honeycomb lattice
我们计算了蜂窝晶格上具有非对角交换$Γ$和各向同性第三近邻相互作用$J_3$的Kitaev-Heisenberg模型的磁振子色散和阻尼。该模型与铱氧化物$α$ IrO、$_3$和Na $_2$ IrO $_3$以及诸如$α$ $_3$的Ru基材料的磁性的描述相关。我们使用一个非常规的参数化的自旋波展开，其中每个Holstein-Primakoff玻色子是由两个共轭厄米算子。这种方法给我们一个优势，在确定参数制度，计算可以进行分析。专注于参数制度与之字形自旋模式在基态，这是符合实验，我们证明了这样的区域之一是$Γ= K>0$，其中$K$是Kitaev耦合。在我们的方法中，我们能够获得明确的解析表达式的磁振子能量和本征态，并超越标准的线性自旋波理论近似计算磁振子阻尼，并证明其在动力学结构因子的作用。我们发现，在玻恩和自洽近似的磁振子阻尼效应是非常显着的，强调非线性磁振子耦合的重要性，在解释广泛的功能，在中子散射谱。
2020-02-20 cond-mat.str-el
Resonant x-ray scattering reveals possible disappearance of magnetic order under hydrostatic pressure in the Kitaev candidate $γ$-Li$_2$IrO$_3$
蜂窝状铱酸盐如$γ$ $_2$ IrO $_3$被认为实现了Kitaev自旋各向异性磁交换，以及海森堡和可能的其他耦合。虽然具有纯Kitaev相互作用的系统是实现量子自旋液体基态的候选者，但在$γ$ IrO $_3$中，已经表明磁相互作用的平衡导致在低于38 K的环境压力下的无公度螺旋自旋序。我们使用共振X射线散射（RXS）在高达3.0 GPa的静水压力下研究了$γ$ -Li $_2$ IrO $_3$单晶中这种状态的脆弱性。RXS是潜在的电子顺序的直接探针，我们观察到的$q$ =（0.57，0，0）螺旋顺序在临界压力$P_c = 1.5\ $ GPa的突然消失，没有伴随的晶格对称性的变化。这种戏剧性的消失与最近对$β$ -Li $_2$ IrO $_3$的研究形成鲜明对比，这些研究表明磁场中螺旋序的持续抑制;在压力下，出现了一种新的且可能被取代的基态。
2017-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Selection of direction of the ordered moments in Na$_2$IrO$_3$ and $α-$RuCl$_3$
Na $_2$ IrO $_3$和$α-$ RuCl $_3$是具有强自旋-轨道耦合和相关性的蜂窝系统，最近用Kitaev相互作用模型描述了它们的磁序。本文讨论了在这类模型中磁序参量的取向是如何选择的。我们表明，虽然在仅具有Kitaev各向异性的模型中的有序无序机制总是选择立方轴作为磁有序的易轴，但其他小的键依赖各向异性的附加效应，例如，$Γ$ -项导致序参数偏离立方方向。我们表明，锯齿形的基态和面对角取向的磁矩在Na $_2$ IrO $_3$可以得到内的$J_1-K_1-J_2-K_2-J_3$模型中存在的微扰小$Γ$ -条款。我们还表明，锯齿形相位中发现的最近邻Kitaev海森堡模型，相关的$α-$ RuCl $_3$，有一定的稳定性对$Γ$ -长期。
2017-02-08 cond-mat.str-el
