The nature of low-temperature spin-freezing in frustrated Kitaev magnets
本研究揭示了受挫Kitaev磁体中低温自旋冻结现象可通过Halperin和Saslow流体力学模式解释，该模式诱导非阿贝尔缺陷传播形成自旋阻塞态，为拓扑起源的非常规自旋冻结提供了普适框架。
2024-12-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum phase transitions in the Kitaev--Heisenberg model on a single hexagon
本文详细分析了单六边形上的Kitaev-Heisenberg模型。使用精确对角化得到的能谱和自旋-自旋关联表明，当Kitaev相互作用增加时，反铁磁和各向异性自旋关联之间发生量子相变。在集团平均场方法中，受抑最近邻交换使条纹相稳定在Néel相和向Kitaev自旋液体演化的受抑相之间。
2015-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chiral Spin Liquids at Finite Temperature in a Three-Dimensional Kitaev Model
用无偏蒙特卡罗模拟研究了三维手征自旋液体（CSL）和顺磁体的热相变。对于扩展的Kitaev模型的三维三坐标网络被称为超九边形晶格，我们推导出低能量有效的模型在两个不同的各向异性限制。我们表明，称为通量的涌现的$Z_2$自由度之间的有效相互作用在一个极限中是不受抑制的，而在另一个极限中是高度受抑制的。在这两种情况下，我们发现一个一阶相变的CSL，时间反演和宇称对称性自发打破。然而，在挫折的情况下，CSL状态是高度异国情调-通量配置是次广泛退化，同时表现出一个方向的顺序与破$C_3$旋转对称。我们的研究结果提供了两个对比的原型的CSL在三维空间中，这两个都允许近似自由模拟的热力学。
2018-05-18 cond-mat.str-el
Spin-orbit coupled j=1/2 iridium moments on the geometrically frustrated fcc lattice
受La 2 ZnIrO 6和La 2 MgIrO 6双钙钛矿结构实验的启发，我们研究了三维几何阻挫面心立方晶格上自旋轨道耦合j=1/2铱磁矩的磁性.最大允许的最近邻相互作用包括Heisenberg，Kitaev和对称非对角交换。一个Luttinger-Tisza分析显示了丰富的各种订单，包括共线A型反铁磁性，条纹顺序与沿[111]方向的时刻，和无公度非共面螺旋，我们使用蒙特卡罗模拟，以确定其磁有序温度。我们认为，这些铱酸盐的现有热力学数据强调了占主导地位的Kitaev交换的存在，并且还提出了为什么La 2 ZnIrO 6表现出“弱”铁磁性而La 2 MgIrO 6却不表现出“弱”铁磁性的难题的解决方案。
2015-07-10 cond-mat.str-el
A Study of Highly Frustrated Spin Systems with mixed PEPS in Infinite Honeycomb Lattice
高阻挫自旋系统是凝聚态物理学中的一个核心和具有挑战性的问题。针对这一问题，我们提出了一种基于混合投影纠缠对态（m-PEPS）的算法，这是一种新型的张量网络。我们使用著名的Kitaev模型在一个无限的蜂窝晶格，可以精确地解决，作为基准。在有限参数和有限尺度下，我们的计算结果与精确结果符合得很好，表明了我们算法的有效性。在给出基准的基础上，我们研究了描述铱酸钠$_2$ IrO $_3$中有效磁动量相互作用的Kitaev-Heisenberg模型，该模型可用于实现自旋液相。然而，我们的计算表明，无隙自旋液相在热力学极限下是不稳定的，因此这种现象是很难观察到的。
2013-05-02 cond-mat.str-el
Bond-dependent anisotropy and magnon decay in cobalt-based Kitaev triangular antiferromagnet
本研究在钴基范德华反铁磁体CoI₂中发现兼具几何阻挫与键依赖各向异性的三角晶格，证实该各向异性是其螺旋序和磁振子分解的起源，为几何阻挫Kitaev模型研究提供新方向。
2023-08-28 cond-mat.str-el
Field-induced intertwined orders in 3D Mott-Kitaev honeycomb $β$-Li2IrO3
蜂窝状铱酸盐被认为具有强烈的自旋各向异性交换相互作用，这可能导致被称为Kitaev量子自旋液体的特殊物质状态。这种状态的实现需要磁性Ir $^{4+}$离子之间几乎完全受抑的相互作用，但能量的小不平衡使其他有序状态更有利。事实上，这些有序状态的能量接近本身就是系统内在挫折的标志。在这项工作中，我们说明，小磁场可以用来驱动受抑量子磁体$β-$ Li $_2$ IrO $_3$，不同的对称性破缺状态之间，但不会引起真正的热力学相变。这种场致对称性破缺相具有热力学序参量的所有特征，但在零场中从未真正形成。相反，当挫折的尺度被适当地倾斜，与附近的其他量子态交织在一起时，它就会被召唤。
2017-03-07 cond-mat.str-el
Strongly frustrated triangular spin lattice emerging from triplet dimer formation in honeycomb Li2IrO3
在量子磁学中，自旋二聚体通常与自旋单重态相关联。迄今为止，在任何3D或准2D材料中均未观察到$triplet$ $dimerization$。考虑到这一点，我们在这里讨论的电子结构的自旋轨道驱动的$5d^5$莫特绝缘体Li $_2$ IrO $_3$，一个蜂窝晶格系统的两个晶体学上不等价的Ir-Ir键。从$ab$ $initio$多体计算，我们发现，虽然海森堡和Kitaev耦合存在，磁相互作用是由一个强的各向同性铁磁交换只有一组债券。这导致三重态自旋二聚体的形成，有效地放置在一个强烈的挫折三角形晶格。的三重态二聚体保持保护在一个大的区域的相图，这表明，锂$_2$ IrO $_3$具有长程不相称的磁基态，这是由Kitaev交换相互作用超出了标准的平面螺旋配置。
2015-11-26 cond-mat.str-el
Crystalline Kitaev spin liquids
挫磁系统呈现出许多迷人的相。其中最重要的是量子自旋液体，即使在零温度下，磁矩也不有序。量子自旋液体的一个子类称为Kitaev自旋液体特别令人感兴趣，因为它们是完全可解的，可以在某些材料中实现，并且显示出各种各样的无隙和带隙相。在这里，我们表明，非对称的对称性可以丰富自旋液相，这样的低能量自旋自由度形成三维狄拉克锥或节链。此外，我们建议如何Kitaev自旋液体可以实现在金属有机框架。
2017-09-27 cond-mat.str-el
Exact chiral spin liquid state in a Kitaev type spin model
研究了具有Kitaev型相互作用的二维晶格自旋阻挫模型。该格是从蜂窝格通过用三角形替换其一半的位置而获得的。利用自旋的SO（3）Majorana表示，将该模型精确映射到具有标准高斯律约束的复费米子的$Z_{2}$格点规范理论.我们证明了该模型的基态是一种手征自旋液体，并且具有无隙激发。基态的Chern数为$\pm 1$，表明存在手征边缘模.该模型的涡旋激发与一个Majorana零模束缚，这种模表现为非阿贝尔任意子。
2019-11-30 cond-mat.str-el
Dominant Kitaev interactions on the fcc lattice in iridate double perovskites La2BIrO6 (B=Mg, Zn)
利用中子非弹性散射实验研究了具有A型反铁磁基态的铱酸盐双钙钛矿La2ZnIrO6和La2MgIrO6的磁激发.的中子散射数据，这揭示了一个非常弱的色散带隙自旋波激发，被证明是很好地描述了占主导地位的Kitaev相互作用的模型哈密顿理论计算。我们令人惊讶的发现表明，与蜂窝材料相反，Kitaev相互作用通过复杂的磁序表现出来，即使是在某些几何挫折系统中的常规磁序也可能归功于非常规Kitaev交换。
2016-04-29 cond-mat.str-el
Optical detection of bond-dependent and frustrated spin in the two-dimensional cobalt-based honeycomb antiferromagnet Cu3Co2SbO6
本文提出Cu3Co2SbO6作为二维蜂窝反铁磁体，通过光谱学揭示其键依赖自旋与激子耦合及高温自旋涨落，证明其是可由光探测和调控的Kitaev量子自旋液体候选材料。
2023-09-27 cond-mat.str-el
Two-magnon Raman scattering in antiferromagnetic phases of frustrated spin models on the honeycomb lattice
计算了蜂窝晶格上几种阻挫自旋模型反铁磁相的双磁振子拉曼散射谱。这些包括$J_1$ - $J_2$ - $J_3$模型的Néel反铁磁相和海森堡-基塔耶夫模型的条纹相。我们发现，磁阻挫和各向异性的相互作用可能会显着影响拉曼光谱。我们进一步讨论了我们的研究结果的影响，铁基化合物BaFe $_2$ Se $_2$ O的磁激发，并显示如何磁相互作用可以提取适合的拉曼光谱。
2021-04-05 cond-mat.str-el
Incarnation of Majorana Fermions in Kitaev Quantum Spin Lattice
Kitaev量子自旋液体是一种拓扑磁性量子态，其特征是具有分数自旋激发的Majorana费米子，这些费米子与它们自己的反粒子相同。在这里，我们证明了在Kitaev蜂窝自旋晶格α-RuCl 3中热分馏的Majorana费米子的出现。比热数据揭示了特征的两阶段释放的磁熵涉及本地化和巡回马约拉纳费米子。非弹性中子散射的结果进一步证实了这两个不同的费米子表现出准弹性激发在低能量周围的布里渊区中心和Y形磁连续体在高能量，这是明显的铁磁Kitaev模型。我们的研究结果提供了一个机会，建立一个统一的概念框架的分数激发，也适用于量子霍尔态，超导体，和挫折磁铁。
2017-03-03 cond-mat.str-el
Quantum gap and spin-wave excitations in the Kitaev model on a triangular lattice
我们研究了量子涨落对带隙动态产生的影响以及对三角形晶格上受抑磁体自旋波谱的演化的影响，三角形晶格具有与键相关的伊辛耦合，类似于Kitaev蜂窝模型。量子涨落通过量子有序-无序机制提升了经典基态流形的次广延简并性。最近邻链保持解耦和幸存的离散简并的基态的保护由一个隐藏的模型对称性。我们展示了如何四自旋相互作用，涌现的波动，产生一个自旋间隙移动的节线的线性自旋波谱有限的能量。
2017-11-06 cond-mat.str-el
Kitaev Magnetism and Fractionalized Excitations in Double Perovskite Sm2ZnIrO6
对Kitaev自旋液体特别是三维固体的探索是凝聚态物理长期追求的目标，因为这些状态可能会产生携带分数量子数的奇异新型准粒子激发，即Majorana费米激发。在这里，我们报告的Kitaev自旋液体通过拉曼测量的这一特性的实验签名。Sm 2 ZnIrO 6是一种强自旋轨道耦合的莫特绝缘体，其中Jeff = 1/2控制了物理过程，这为Kitaev自旋液体的这一特征提供了有力的证据。随着温度的降低，我们发现，自旋激发形成一个连续的预期在有序的反铁磁体在传统的尖锐模式相反。我们观察到的一个广泛的磁连续和声子自能参数的异常重整化证明了存在的Majorana费米子从自旋分馏双钙钛矿结构的Kitaev-Heisenberg几何挫折的双钙钛矿系统的理论证明。
2019-11-28 cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo Simulation of Generalized Kitaev Models
受抑自旋系统一般遭受的负号问题固有的蒙特卡罗方法。由于这个问题的严重性是配方依赖的，因此可以提出优化策略。在辅助场量子蒙特卡罗算法中引入了相位钉扎方法。如果我们能找到一个与耦合到辅助场的单体哈密顿量交换的反么正算符，那么作用量的相位就固定在$0$和$π$上。对于广义Kitaev模型，我们可以成功地应用这种策略，并观察到平均符号的显着改善。我们用这种方法研究了Kitaev-Heisenberg模型在交换耦合常数的一半温度下的热力学和动力学性质。我们的动力学数据揭示了该模型固有的有序和自旋液相的有限温度特性。
2021-01-26 cond-mat.str-el
Finite-temperature properties of the Kitaev-Heisenberg models on kagome and triangular lattices studied by improved finite-temperature Lanczos methods
受抑的量子自旋系统，如海森堡和Kitaev模型在各种晶格上，已经知道表现出各种奇异的性质，不仅在零温度下，而且在有限的温度。受近年来量子阻挫自旋系统的显著发展的启发，我们利用改进精度的有限温度Lanczos方法研究了kagome和三角晶格上$S=1/2$ Kitaev-Heisenberg模型的有限温度性质.在这两种晶格中，在比热中确认了多个峰。为了找到多重峰的起源，我们计算了静态自旋结构因子。比热的高温峰的起源归因于从顺磁态到短程有序态的交叉，短程有序态的静态自旋结构因子在动量空间中具有锯齿形或线性强度分布。在三角形Kitaev模型中，由于量子涨落，出现了“无序有序”。另一方面，在kagome Kitaev模型中，即使有量子涨落和热涨落也不会发生。
2020-02-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Kitaev-Heisenberg model on the star lattice: From chiral Majorana fermions to chiral triplons
本文研究了星形晶格上Kitaev-Heisenberg模型的相图，发现反铁磁区域中阻挫与Kitaev交换共同稳定了单重态和键选择性三重态价键固体相，并揭示这些相在弱磁场下可承载高陈数的手性三重子激发。
2024-06-10 cond-mat.str-el
Optical phonons coupled to a Kitaev spin liquid
受抑磁体中的涌现激发连续谱是一种分馏指纹，是量子自旋液体态的特征。最近的拉曼散射证据表明，在假定的Kitaev磁体[1-6]中，这种连续自由度和晶格自由度之间存在耦合，这可能有助于深入了解分馏准粒子的性质。在这里，我们研究耦合到底层$\mathbb{Z}_{2}$量子自旋液体的光学声子的重整化。我们发现，声子线型获得的不对称性，可观察到的光散射，并从两个不同的来源，即分散的马约拉纳连续和法诺效应。此外，我们发现声子寿命随温度的增加而增加，由于可用相空间的热阻塞。最后，与低能探针相比，光学声子重整化对热激发规范通量相当不敏感，几乎不受外部磁场的影响。
2021-03-17 cond-mat.str-el
Kitaev-like honeycomb magnets: Global phase behavior and emergent effective models
具有强自旋-轨道耦合的过渡金属离子化合物由于可能存在键阻相关的各向异性磁相互作用而引起人们的关注。一般来说，这种相互作用会导致复杂的相图，其中可能包括外来相，例如Kitaev自旋液体。在这里，我们报告我们的全面分析的全球相图的扩展Kitaev海森堡模型相关的蜂窝晶格化合物Na 2 IrO 3和α-RuCl 3。我们利用最近发展起来的自旋相干态的基础上，使我们能够解决任意自旋模式的集团基态通过精确对角化。相图中的全局趋势与哈密顿量的解析映射结合起来理解，这些解析映射揭示了与已知模型的特殊联系--海森堡、伊辛、基塔耶夫或蜂窝晶格上的罗盘模型--或者揭示了精确的无涨落基态的整个流形。最后，我们的研究可以作为一个方法的例子，可以应用到其他自旋模型与复杂的键依赖非海森堡相互作用。
2019-02-20 cond-mat.str-el
Quantum order by disorder in the Kitaev model on a triangular lattice
我们确定并讨论了具有键依赖伊辛型自旋耦合的三角晶格上量子磁体的基态，即Kitaev蜂窝模型的三角模拟。该模型的经典基态流形是由解耦的伊辛型链构成的，其偶然简并是由于各向异性自旋耦合的阻挫性质。我们展示了这种次广泛的简并是如何解除的量子有序无序机制和研究的基态的量子选择，通过治疗短波长波动内的链接集群膨胀和使用互补的自旋波理论。我们发现，量子涨落耦合次近邻链通过涌现的四自旋相互作用，而最近邻链保持解耦。剩余的离散简并的基态被证明是由一个隐藏的对称性模型的保护。
2015-11-21 cond-mat.str-el
Band representations in Strongly Correlated Settings: The Kitaev Honeycomb Model
本文通过将自旋算符映射为“轨道”以构造能带结构，使拓扑量子化学（TQC）形式体系能够应用于Kitaev蜂窝模型，从而分析其低能拓扑边缘模谱，为TQC向强关联拓扑有序系统的推广提供了新思路。
2025-05-10 cond-mat.str-el
Field-driven phases in a three-dimensional twisted Kitaev model for CoNb$_2$O$_6$: Interplay of frustration and spin-orbit coupling
Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
研究CoNb₂O₆的三维扭曲Kitaev模型，在磁场中考虑Kitaev物理和摩擦的链间耦合，通过 semiclassical 方法绘制不同磁场方向下的相序列，包括链间有序的调和与非调和相，自旋-轨道耦合使相图对磁场角度的小变化极为敏感。
2026-09-30 cond-mat.str-el
Altermagnets with topological order in Kitaev bilayers
本文在Kitaev双层模型中提出一种兼具量子自旋液体和交错磁体特征的高度阻挫模型，发现引入额外相互作用可产生具有Z2拓扑序的磁碎裂拓扑交错磁体，并揭示其分数化费米子激发的动量依赖劈裂及另外两个交错磁相。
2025-03-12 cond-mat.str-el
Classification of gapless Z2 spin liquids in three-dimensional Kitaev models
受抑的量子磁体可以具有非常规的自旋液体基态，其中基本磁矩分解成新的涌现自由度。虽然量子数的分数化是现代凝聚态物理中反复出现的主题之一，但设计一个跟踪这一现象的受控分析框架往往仍然是一个挑战。一个值得注意的例外是完全可解的Kitaev模型，其中自旋自由度分解为马约拉纳费米子和Z2规范场。在这里，我们讨论了物理的三维Kitaev模型中的分形，并证明巡回马约拉纳费米子一般形成（半）金属，根据底层的晶格结构，表现出马约拉纳费米面，节线或拓扑保护Weyl节点。我们表明，这些马约拉纳金属的性质可以推导出一个基本的对称性分析的投影时间反演和反演对称性为一个给定的晶格。这使我们能够全面分类Kitaev模型的最基本的三配位晶格在三维的无隙自旋液体。我们进一步扩大这种分类，解决时间反演对称性破缺和额外的相互作用的影响。
2016-07-11 cond-mat.str-el
Disentangling spin excitation continua in classical and quantum magnets using 2D nonlinear spectroscopy
University of Toronto（多伦多大学）；University College Dublin（都柏林大学学院）
本文利用二维非线性光谱技术解析经典和量子磁体中的自旋激发连续谱，揭示了Kitaev模型中经典与量子响应的异同，并展示了其在区分摩擦磁序中的应用。
2025-12-09 cond-mat.str-el
Order by singularity in Kitaev clusters
Kitaev模型是一个很好的例子，它说明了受挫折的相互作用会引起深刻的、意想不到的现象。特别是，它的经典版本具有显着的性能，从指数大的基态简并。在这里，我们提出了一个研究的磁性集团与自旋$S$矩耦合Kitaev相互作用。我们专注于两个集群的几何形状-Kitaev广场和Kitaev四面体-，使我们能够明确列举所有经典的基态。在这两种情况下，经典的基态空间（CGSS）都是大的、自相交的、非流形的。Kitaev正方形有一个CGSS，由四个相交的圆组成，可以嵌入四维空间。四面体CGSS由八个嵌入六个维度的球体组成。在半经典的大$S$限制，我们认为有效的低能量的描述在这些非流形空间上移动的单个粒子。值得注意的是，在低能量下，粒子被束缚在自交点处奇点周围形成的束缚态中。在自旋的语言中，低能物理由一组明显低于其他本征态的状态决定。这些对应于“笛卡尔”状态，一类特殊的经典基态，是从二聚体覆盖的基础晶格。尽管它们是经典基态空间的一个小子集，但它们完全决定了低能物理。这提供了一个奇异性有序的例子，其中状态选择在接近经典极限时变得更强。
2020-05-22 cond-mat.str-el
Z_2-vortex lattice in the ground state of the triangular Kitaev-Heisenberg model
三角晶格海森堡反铁磁体（HAF）具有拓扑Z_2涡旋激发，在有限温度下形成气体。在这里，我们表明，自旋-轨道相互作用，通过Kitaev项中的交换哈密顿量，冷凝成一个三角形的$Z_2$涡旋晶体在零温度下，这些涡旋。Z_2涡旋的核心表现出突变的、类似于孤子的磁化调制，并且是由三个铁磁畴的蜂窝状超结构的特殊缠绕而产生的，三个蜂窝状超结构分别对应于纯HAF的120度态的三个子晶格中的一个。这是一个新的例子的成核转变，类似于自发形成的磁畴，Abrikosov涡在类型II超导体，蓝相在胆甾相液晶，和skyrmions在手性helimagnets。由于该机制依赖于几何阻挫和自旋轨道各向异性的相互作用，这种涡旋中间相可以在具有近六边形拓扑结构的自旋轨道耦合相关系统中实现为基态性质，如三角形或强烈阻挫的蜂窝状虹彩。
2016-02-01 cond-mat.str-el
Emergent quantum phases in a frustrated J1-J2 Heisenberg model on hyperhoneycomb lattice
我们研究了三维超蜂窝晶格上受抑J1-J2海森堡模型的量子基态和经典极限。我们的研究受到最近发现的β-Li 2 IrO 3的启发，其中Ir^{4+}离子形成3D网络，每个晶格位置与三个最近的邻居相连。我们重点研究了次近邻自旋相互作用引起的磁阻挫效应。由于铱酸盐或其他5d过渡金属氧化物中存在大量的5d轨道，这种相互作用可能是显著的。在经典极限下，当J2/J1 \gtrsim = 0.17时，基态流形由螺旋磁序波矢的线简并给出，而当J2/J1 = 0.5时，共线条纹磁序包含在简并流形中.采用自旋波理论中的半经典$1/S$展开和Schwinger玻色子方法研究了量子有序-无序效应。通常，对于相图的大部分，从经典退化流形中选择某些共面螺旋阶。尽管如此，量子涨落在J2/J1 = 0.5附近的扩展参数区域中更倾向于共线条纹有序而不是螺旋有序，尽管底层哈密顿量具有自旋旋转不变性。这与海森伯-基塔耶夫模型中条纹有序的出现形成对比，在海森伯-基塔耶夫模型中，基塔耶夫型伊辛相互作用对稳定条纹有序很重要。当量子涨落变强时，U（1）和Z2量子自旋液体相通过Neel，stripy和spiral磁有序相的量子无序而出现.磁各向异性的影响和它们的相关性，以未来的实验进行了讨论。
2014-03-11 cond-mat.str-el
Finite temperature fermion Monte Carlo simulations of frustrated spin-Peierls systems
本文将Abrikosov费米子辅助场量子蒙特卡罗算法推广到自旋-Peierls系统，证明加入声子不加剧负符号问题，从而能够研究声子自由度与磁受挫的相互作用。
2025-02-10 cond-mat.str-el
Ferrichiral skyrmions with sublattice-resolved chirality in extended Kitaev model in triangular lattice
University of Toronto（多伦多大学）；Canadian Institute for Advanced Research, CIFAR Program in Quantum Materials（加拿大高级研究院，量子材料CIFAR项目）
研究发现，在扩展的凯塔夫模型中，通过特定相互作用得到铁磁斯格里翁相，该相具有子晶格解析的标量手性，且在无外加磁场和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的情况下在零温下稳定存在。
2026-01-23 cond-mat.str-el
Magnetic vortex liquid and anomalous thermal Hall conductivity in frustrated magnets with bond-dependent interactions
最近，在没有明显对称性破缺的相关绝缘体中观察到的大的热霍尔电导率引起了人们对潜在的基态的极大兴趣和争论。在这里，考虑到在所谓的Kitaev材料中实现的具有键相关相互作用的受抑磁体，我们从理论上证明了大的霍尔热导率可以起源于经典的基态，而没有任何磁序。在面外磁场作用下，我们发现了一种新的液态磁涡旋，它是一种嵌入在极化自旋背景中的非均匀自旋织构。在经典区域中，不同的涡旋结构形成一个退化流形。研究了零温和有限温下磁涡旋液态的静态和动态性质。特别是，我们表明，自旋激发光谱类似于一个连续的近平坦的陈省身带，这最终导致一个大的热霍尔电导率。可能的连接实验进行了讨论。
2020-09-07 cond-mat.str-el
Kitaev-derived Gapless Spin Liquid in the $K$-$J$-$Γ$-$Γ'$ Quantum Magnet Na$_2$Co$_2$TeO$_6$
本研究为Na$_2$Co$_2$TeO$_6$建立$K$-$J$-$Γ$-$Γ'$模型，通过张量网络计算发现[111]磁场下的无隙量子自旋液体相，并与实验吻合，弥合了理论与实验的差距。
2025-09-10 cond-mat.str-el
Quantum-classical crossover in the spin-1/2 Heisenberg-Kitaev kagome magnet
自旋为1/2的海森堡可果梅反铁磁体是受抑量子磁性的一个范例，在低能量下出现了大量的竞争共振价键（RVB）态，包括带隙和无隙自旋液体和价键晶体。在这里，我们重新审视交叉从这个量子RVB阶段所带来的各向异性Kitaev相互作用的半经典制度，并专注于支持这种交叉的精确机制。为此，我们引入一个简单的参数化的经典基态（GS）的涌现伊辛类变量，并使用此参数化：i）构建在相图的大部分中操作的有序无序机制的有效低能描述，以及ii）并排对比，精确的对角化数据从充分的基础上获得与从限制（正交归一化）的基础上获得的经典GS。结果表明，从限制的基础以外的状态的波动校正强烈淬火内的半经典制度（由于大的各向异性自旋间隙），和RVB相生存到一个相对较大的值的Kitaev各向异性$K$。我们进一步发现，纯粹的Kitaev模型允许一个次广泛的数量的一维对称性，这自然地解释了经典和量子秩序的无序先前报道的缺席。
2020-07-02 cond-mat.str-el
Ground-State Phase Diagram of the Kitaev-Heisenberg Model on a Three-dimensional Hyperhoneycomb Lattice
本文利用赝费米子泛函重整化群方法研究三维超蜂窝晶格上的Kitaev-Heisenberg模型，得到包含量子自旋液体相和四个磁有序相的基态相图，并揭示了各向异性对相图的影响，为寻找超蜂窝Kitaev材料提供参考。
2023-03-16 cond-mat.str-el
Emergence of a nematic paramagnet via quantum order-by-disorder and pseudo-Goldstone modes in Kitaev magnets
Kitaev材料暴露于外部磁场中的非平凡相的出现最近已成为深入研究的主题。在这里，我们阐明的经典和量子自旋模型的场诱导基态之间的关系，提出了这种材料，通过使用无限密度矩阵重整化群（iDMRG）和线性自旋波理论（LSWT）。我们考虑$K ΓΓ'$模型，其中$Γ$和$Γ'$是在主导Kitaev相互作用$K$之上的非对角自旋交换。重点关注沿$[111]$方向的磁场，在量子模型中解释了向列型顺磁体的起源，它打破了晶格旋转对称性并存在于磁场的扩展窗口中。这种现象可以理解为在相应的经典模型中发现的具有连续简并基态流形的受挫铁磁体中的量子有序无序效应。我们使用基于时间演化的矩阵算子计算动力学自旋结构因子，并将其与LSWT的预测进行比较。因此，我们提供了预测未来的非弹性中子散射实验Kitaev材料在外部磁场沿$[111]$方向。特别是，该磁顺磁体表现出一个特征的伪戈德斯通模式，其结果从一个连续的简并通过量子涨落解除。
2020-09-09 cond-mat.str-el
Effects of spin-phonon coupling in frustrated Heisenberg models
自旋液相的存在性和稳定性是阻挫磁性研究领域的一个中心课题。虽然自旋液体基态的一些例子在特定的模型中得到了很好的建立（例如蜂窝晶格上的Kitaev模型），但最近的研究表明，它们可能出现在几个类似海森堡的模型中。一个重要的相关问题涉及自旋液体的稳定性在存在小扰动的哈密顿量。在这方面，自旋和声子之间的磁弹性相互作用代表了一个相关的和物理激发的扰动，这是迄今为止几乎没有研究。在这项工作中，我们研究了自旋-声子耦合的阻挫磁性的原型模型的效果。我们采用了一个变分框架的基础上Gutzwiller投影波函数实现与自旋-声子Jastrow因子，提供了一个完整的量子治疗自旋和声子自由度。在一维和二维（正方形）晶格上的受抑$J_1-J_2$海森堡模型的结果表明，虽然价键晶体易于晶格畸变，但无隙自旋液体对于小的自旋-声子耦合是稳定的。鉴于晶格振动的普遍存在，我们的结果是特别重要的，以证明无隙自旋液体可能在实际材料中实现的可能性。
2021-07-14 cond-mat.str-el
Topological and magnetic phase transitions in the bilayer Kitaev-Ising model
本文通过微扰理论与Majorana平均场计算研究了双层Kitaev-Ising模型的相图，揭示了层间Ising与Kitaev相互作用符号如何引发丰富的磁性及拓扑相变，包括$\mathbb{Z}_2$自旋液体与阻挫罗盘模型相。
2023-11-10 cond-mat.str-el
Majorana Corner Modes in a Second-Order Kitaev Spin Liquid
高阶拓扑绝缘体的区别在于存在余维为2或更高的拓扑保护模式。在这里，我们报告了一个二阶拓扑绝缘体在二维受抑量子磁体中的表现，它具有拓扑角模。我们的精确可解模型是一个概括的Kitaev蜂窝模型的Shastry-Sutherland晶格，除了手性自旋液相，表现出有间隙的自旋液体与马约拉纳角模式，这是由两个镜像对称性保护。这种二阶Kitaev自旋液体在热涨落的存在下保持稳定，并在大规模量子蒙特卡罗模拟中证明了有限温度相变。
2018-03-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Unconventional pairing and electronic dimerization instabilities in the doped Kitaev-Heisenberg model
研究了蜂窝晶格上$t -J_{\mathrm{K}} - J_{\mathrm{H}}$ Kitaev-Heisenberg哈密顿量作为掺杂自旋轨道Mott绝缘体的最小模型的量子多体不稳定性。该自旋- $1/2$模型被认为描述了层状过渡金属氧化物Na $_2$ IrO $_3$的磁性。我们从关联费米子系统的泛函重整化群（fRG）确定了有限载流子密度系统的基态。为此，我们推导出fRG流方程适应缺乏完整的自旋旋转不变性的费米子相互作用，在这里表示的高度沮丧和各向异性Kitaev交换项。此外，采用一组沃德恒等式的Kitaev-海森堡模型，流动方程的数值解表明，丰富的相图出现在掺杂电荷载流子到基态流形（$\mathbb{Z}_2$量子自旋液体和磁有序相）。我们证实了超导三重态$p$波不稳定性驱动的铁磁交换和各种单重态配对阶段。为了填充$δ> 1/4$，$p$波配对产生具有受保护的马约拉纳边模的拓扑状态。对于反铁磁Kitaev和铁磁海森堡交换，我们得到键序不稳定性在范霍夫填充支持嵌套和密度的状态增强，产生二聚模式的蜂窝晶格上的电子自由度。此外，我们的流量方程适用于更广泛的一类模型哈密顿。
2014-10-09 cond-mat.str-el
Thermodynamic classification of three-dimensional Kitaev spin liquids
在阻挫磁性领域，Kitaev模型提供了一个独特的框架来研究二维和三维空间中的自旋分形现象和突现格点规范理论。它们的基态是量子自旋液体，通常可以用马约拉纳能带结构和下面的$\mathbb{Z}_2$规范结构的顺序来描述。在这里，我们提供了一个全面的分类“规范物理”的一个家庭的基本三维Kitaev模型，讨论他们的热力学和基态顺序取决于基本的晶格几何形状。使用大规模的，无符号的量子蒙特卡罗模拟，我们表明，基态规范的顺序一般可以理解的基本plaquettes的长度-一个结果，扩大了Lieb定理的适用性晶格几何形状超出其原来的范围。在有限的温度下，扩散的（gapped）vison激发破坏规范秩序在临界温度标度，这是我们发现与家庭的三维Kitaev模型的vison间隙的大小。我们还讨论了两个显着的例外，晶格结构引起的“规范挫折”或纠缠的规范有序与时间反演对称性破缺。在更一般的情况下，在这样的三维Kitaev模型的热力学规范转换是一个最自然的设置相变超出标准的朗道-金兹伯格-威尔逊范式。
2020-06-12 cond-mat.str-el
Spin-orbit-entangled frustrated magnetism in fcc Ba$_2$(Yb,Nd)NbO$_6$ double perovskites
Shiv Nadar Institution of Eminence（Shiv Nadar卓越学院）；Bennett University（贝内特大学）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research（UGC-DAE科学研究联盟）；Indian Institute of Science Education and Research, Thiruvananthapuram（印度科学教育与研究研究所，特里凡得琅）；Japan Atomic Energy Agency（日本原子能机构）
该研究针对面心立方结构的稀土双钙钛矿Ba₂YbNbO₆和Ba₂NdNbO₆，证实其存在自旋轨道耦合诱导的j_eff=1/2基态与中等阻挫的长程磁有序，为稀土自旋轨道纠缠磁体提供了新候选体系。
2026-08-04 cond-mat.str-el
Covariance Geometry of Basis-Resolved Low-Energy Wavefunctions in the Spin-$1/2$ Kitaev--Heisenberg Model
The Institute of Mathematical Sciences, A CI of Homi Bhabha National Institute（印度马哈拉施特拉邦数学科学研究所）
研究自旋-1/2 Kitaev-Heisenberg模型低能多体波函数组织，开发基分辨协方差框架，用主成分分析识别主导协方差模式，发现相图上协方差几何的系统演化，为表征受挫量子多体系统提供新视角。
2026-07-29 cond-mat.str-el
Thermal spin dynamics of Kitaev magnets $-$ scattering continua and magnetic field induced phases within a stochastic semiclassical approach
蜂窝状磁体$α-$ RuCl $_3$是实现Kitaev量子自旋液体（QSL）的主要候选材料，但它在低温下表现出长程磁有序。然而，其广泛的非弹性中子散射（INS）在有限频率的响应已被解释为一个“近似QSL”。一个中等的平面内磁场确实融化剩余的锯齿形秩序，在高场极化状态之前产生特殊的中间场相位。在惯性导航系统测量的低频自旋波消失，导致广泛的散射连续的领域引起的中间制度，其性质目前正在辩论中。在这里，我们研究磁场依赖的自旋动力学的$K-Γ-Γ'-$模型内的随机半经典处理，其中包括有限温度波动的影响。在INS实验相关的温度下，我们展示了锯齿形相位的激发是如何加宽的，并且不同的中间相位都表现出类似的连续响应。我们讨论了我们的实验结果的影响，并强调区分有限的温度波动的重要性，从真正的量子分形签名受挫磁铁。
2022-11-22 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
Phase diagram of the Kitaev-Heisenberg-$Γ$ model: Classical and quantum magnetism, frustration, and subdominant interactions
Ritsumeikan University（立命馆大学）；The University of Tokyo（东京大学）
通过经典和量子数值方法，重新研究了Kitaev-Heisenberg-$\Gamma$模型的基态相图，揭示了经典情况下的多种非共线多Q磁序，并发现量子涨落抑制了部分竞争序，识别出高度阻挫区域，为寻找和设计Kitaev自旋液体候选材料提供了指导。
2026-08-26 cond-mat.str-el
Chiral spin liquids with crystalline $\mathbb{Z}_2$ gauge order in a three-dimensional Kitaev model
手征自旋液体（CSL）是一种时间反演对称破缺的受抑量子磁体的基态，它不具有长程磁有序性，而是具有拓扑有序性和分数激发。然而，在近二十年来，它们在简单易行的微观模型中的实现仍然是一个公开的挑战，直到人们意识到Kitaev模型在具有奇数长度环的晶格上是这种状态的天然宿主，即使在没有时间反演对称性破缺磁场的情况下。在这里，我们报告的CSL的形成在一个三维Kitaev模型，这不同于他们广泛研究的二维同行，即，他们表现出结晶有序的$\mathbb{Z}_2$规范通量，从而打破了一些基本的晶格对称性。我们研究了这些非常规的CSL通过广泛的量子蒙特卡罗模拟的形成，并表明，他们是分开的无特征的顺磁体在高温下由一个单一的一阶过渡，在这两个时间反演和晶格对称性同时被打破。使用变分方法的基态，我们探索的影响，不同的Kitaev耦合，并找到至少五个不同的CSL阶段，所有这些都具有结晶有序的$\mathbb{Z}_2$规范通量。对于这些阶段中的一些，互补巡回马约拉纳费米子表现出无隙能带结构的拓扑特征，如外尔节点或节线的体积和费米弧或鼓面表面状态。
2019-07-24 cond-mat.str-el
Heisenberg-Kitaev physics in magnetic fields
处于强自旋轨道耦合状态的磁性绝缘体在外部磁场中表现出有趣的行为，反映了它们有效相互作用的受抑本质。我们回顾了最近的进展，在理解场响应的材料，所描述的模型与强键依赖的自旋交换相互作用，如Kitaev的著名的蜂窝模型及其扩展。我们讨论了在这些理论中发现的场致相和复杂的磁化过程，并与层状莫特绝缘体$α$ -RuCl $_3$和Na $_2$ IrO $_3$中的实验结果进行了比较，这被认为是实现这一迷人的物理。
2019-07-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Static magnetic order with strong quantum fluctuations in spin-1/2 honeycomb magnet Na2Co2TeO6
该研究结合中子散射与μ子自旋技术，发现候选Kitaev材料Na2Co2TeO6中存在强量子涨落，且其涨落可被外加磁场增强，为理解量子自旋液体态的形成提供了线索。
2023-12-20 cond-mat.str-el
Feasibility of Kitaev quantum spin liquids in ultracold polar molecules
囚禁在光晶格中的超冷原子和分子有望作为强关联系统和物质拓扑态的模拟器。利用超冷极性分子实现Kitaev量子自旋液体就是一个有趣的例子。然而，尽管Kitaev型相互作用的实验实现被提出，Kitaev量子自旋液体的稳定性迄今尚未得到充分的研究。本文利用赝费米子泛函重整化群方法研究了一个具有长程角相关Kitaev型相互作用的极性分子量子自旋模型。我们发现，无论是铁磁和反铁磁模型的相互作用的空间各向异性，而各向同性的情况下是最沮丧和最接近Kitaev量子自旋液体的实现的基态磁有序。此外，通过在相互作用范围内引入一个截止，我们阐明了Kitaev量子自旋液体是如何被长程相互作用破坏的。这些结果促使我们重新考虑Kitaev量子自旋液体在超冷极性分子中的可行性。
2022-04-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Topological magnons for thermal Hall transport in frustrated magnets with bond-dependent interactions
在拓扑有序相的物质中的热输运提供了有价值的见解，因为它可以检测到不直接耦合到电磁探针的电荷中性准粒子。一个重要的例子是手征自旋液体中马约拉纳费米子的边缘热输运，这导致半量子化的霍尔热导率。该特征正是最近在外部磁场下在$α$ $_3$中测量到的特征。半量子化霍尔热导率随外加磁场的变化呈现平台状，其符号随磁场方向的变化是Kitaev自旋液体非阿贝尔性质的有力证据.另外，对于面内磁场，理论上表明，这种符号结构也可以产生于场极化状态的拓扑磁振子。在这项工作中，我们调查的全部影响拓扑磁振子作为热载流子的热输运测量。我们首先证明了分析，对于任何相称的顺序与有限的磁性单胞，扭转磁场方向导致在二维系统中的磁振子热霍尔电导率的符号变化。我们验证了这一证明数值与非平凡的磁订单，以及在Kitaev磁铁受到面内场的场极化状态。在倾斜的磁场的情况下，其中存在有限的面内和面外的场分量，我们发现，在反转的磁场的面内分量时，热霍尔电导率和符号变化的平台状行为出现在部分极化状态，只要面内场的塞曼能量的贡献是显着的。虽然这些结果与实验观察结果是一致的，我们评论在未来的研究中需要调查的其他方面。
2023-01-24 cond-mat.str-el
Extent of frustration in the classical Kitaev-$Γ$ model via bond anisotropy
在具有强自旋轨道耦合的赝自旋$\frac{1}{2}$蜂窝状Mott绝缘体中，存在两种键依赖的交换作用，分别称为Kitaev（$K$）和$Γ$，导致了强的阻挫.虽然Kitaev模型的基态是一种具有分数激发的量子自旋液体，但$Γ$模型的基态仍然存在争议。特别地，具有铁磁$K$和反铁磁$Γ$相互作用的$KΓ$模型的相图已经被深入研究，因为其与诸如$α$ $_{3}$的候选材料相关。数值研究还包括调整键强度的影响，即，$z$ -粘合强度不同于其他粘合。然而，尚未就整个相图达成明确的共识。在这里，我们研究了经典的$KΓ$模型与各向异性的键强度使用蒙特卡罗模拟，以了解新兴的阶段之间的竞争的两个挫折的限制。我们还讨论了各向异性的键强度如何影响相图和量子涨落的强度。我们发现了各种大的单胞相，由于竞争挫折，并分析了其内在的简并的基础上的对称性的Hamilton。使用线性自旋波理论，我们表明，各向异性的键强度增强量子涨落的$Γ$占主导地位的制度，观察到一个小的减少时刻。我们的研究结果与量子模型的影响进行了讨论。
2021-10-04 cond-mat.str-el
Anisotropic magnetic interactions in a candidate Kitaev spin liquid close to a metal-insulator transition
本研究针对候选量子自旋液体材料RuI₃，通过扭矩磁强计检测到其强各向异性阻挫磁相互作用的特征，证实其为具有增强量子涨落的扩展Kitaev磁性新候选材料。
2024-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
