Effects of the spin-orbital coupling on the vacancy-induced magnetism on the honeycomb lattice
基于蜂窝晶格上的半填充Kane-Mele-哈伯德模型，研究了自旋-轨道相互作用下空位诱导的局域磁性.利用自洽平均场论，我们发现自旋轨道耦合会增强单个空位附近自旋矩的局域化。我们进一步研究了由空位链形成的锯齿形边缘的磁性结构。我们发现，由于自旋轨道能隙的打开，自旋轨道耦合倾向于抑制上下边缘的反极化亚铁磁有序。结果表明，在子晶格数平衡的情况下，这种亚铁磁有序将被完全抑制。但是，对于不平衡的情况下，亚铁磁秩序沿两个边缘存在，因为额外的零模式将不会受到影响的自旋轨道耦合。
2013-12-20 cond-mat.str-el
Low-temperature magnetism in the honeycomb systems SrLn2O4
本文综述了近年来稀土氧化物SrLn_2O_4的复杂磁性研究进展。这些化合物组成的六边形和三角形的几何挫折的影响，因此表现出其特有的功能，如显着降低的磁有序温度和复杂的相图在一个应用领域。一些观察到的功能似乎是相当显着的，即使在不寻常的行为与几何挫折磁系统的背景下。特别令人感兴趣的是在最低温度下共存的不同的磁性结构（表现出长或短范围的秩序），其特征在于在没有显着的化学或结构紊乱的材料中的不同的传播矢量。
2014-03-04 cond-mat.str-el
Novel magnetism on a honeycomb lattice in a-RuCl3 studied by muon spin rotation
测量了α-RuCl_3粉末样品的μ子自旋旋转，α-RuCl_3是一种层状材料，以前曾被认为是接近量子自旋液体基态的蜂窝晶格上的量子磁体。我们的数据揭示了两个不同的相变在11 K和14 K，我们解释为起源于发病的三维秩序和面内磁秩序，分别。我们确定，与密度泛函理论计算的帮助下，可能的μ子停止网站，并结合这些与偶极场计算表明，两个测得的μ子旋转频率是一致的两个不等价的μ子网站内的锯齿形反铁磁结构先前提出的。
2016-04-15 cond-mat.str-el
Anisotropic Ru3+ 4d5 magnetism in the alpha-RuCl3 honeycomb system: susceptibility, specific heat and Zero field NMR
Hexononal α-Ru单晶表现出很强的磁各向异性，我们表明，当在蜂窝平面上施加高达14 T的磁场时，在T1 = 14 K和T2 = 8 K的连续磁序可以完全抑制，而在垂直方向上的磁序是稳健的。此外，chi（T）的场依赖性意味着Ru ^3+自旋的面内分量之间存在铁磁交换和反铁磁交换，而对于面外分量，强反铁磁交换变得明显。有序态的~（101）^Ru零场核磁共振证明了一种复杂的（可能是非共面手性的）长程磁性结构。在密度泛函计算中发现了Ru ^3+的大轨道矩。
2015-05-31 cond-mat.str-el
Finite size effects and magnetic order in the spin-1/2 honeycomb lattice compound InCu{2/3}V{1/3}O{3}
报道了准二维自旋1/2蜂窝晶格化合物InCu{2/3}V{1/3}O{3}基态的高场电子自旋共振、核磁共振和磁化强度研究。不相关的有限尺寸的结构域中出现的蜂窝状平面，预计将抑制长程磁序。令人惊讶的是，ESR数据揭示了两个共线反铁磁（AFM）亚晶格低于20 K的发展，而NMR结果显示存在交错的内部场。磁化强度数据表明在~ 5.7T处存在自旋重取向转变。量子Monte-Carlo计算表明，在有限大小的集群中的蜂窝自旋平面之间的耦合开关产生一个Neel样的AFM自旋结构，在有限的温度下具有大量的交错磁化。这可以解释尽管结构无序的不利影响，但在InCu{2/3}V{1/3}O{3}中发生了鲁棒的AFM状态。
2010-02-25 cond-mat.str-el
Competition between spin-orbit coupling, magnetism, and dimerization in the honeycomb iridates: $α$-Li$_{2}$IrO$_{3}$ under pressure
用同步辐射对蜂窝状铱酸盐$α$ -Li $_{2}$ IrO $_{3}$的单晶X射线衍射研究揭示了在$P_{c}$ = 3.8 GPa的临界压力下对称性从单斜向三斜的压力诱导结构相变。根据晶格参数随压力的演化，转变主要影响$ab$平面，从而影响Ir六边形网络，导致形成Ir-Ir二聚体。这些意见是独立预测和证实我们的\textit{ab initio}密度泛函理论计算，我们发现，在有限的压力下，Ir-Ir二聚体的外观是一个微妙的相互作用之间的磁性，相关性，自旋轨道耦合，和共价键的结果。我们的研究结果进一步表明，在$P_{c}$的系统经历了磁崩溃。最后，我们提供了蜂窝晶格$A_{2}$ $M$ O $_{3}$与$A$ = Li，Na和$M$ = Ir，Ru的竞争相互作用的一般图片。
2017-12-05 cond-mat.str-el
Magnetism in spin models for depleted honeycomb-lattice iridates: Spin-glass order towards percolation
铱酸盐的特点是自旋-轨道和电子-电子相互作用的迷人的相互作用。蜂窝晶格材料A2 IrO 3（A=Na，Li）已经被提出来实现具有强各向异性交换相互作用的赝自旋1/2 Mott绝缘态，由Heisenberg-Kitaev模型描述，但也提出了涉及更长范围交换相互作用或更多离域电子的其他方案。在这里，我们研究非磁性掺杂的影响，即，耗尽的时刻，对实验相关的海森伯-Kitaev和海森伯J1-J2-J3模型的变体的磁性。我们一般发现，Z字形顺序的清洁系统被取代，掺杂后，由一个自旋玻璃状态与短程Z字形相关。我们确定的自旋玻璃温度作为掺杂水平的函数，并认为，这个量允许实验区分不同的建议自旋模型时，掺杂是驱动整个网站渗滤阈值的蜂窝晶格。
2014-11-10 cond-mat.str-el
Anomalous Spin Dynamics observed by High Frequency ESR in Honeycomb Lattice Antiferromagnet InCu2/3V1/3O3
本文报道了S=1/2海森堡六角反铁磁体InCu_（2/3）V_（1/3）O_3的高频ESR研究结果。这种化合物似乎是一种罕见的模型物质的蜂窝晶格反铁磁体非常弱的层间耦合。高温磁化率可以用S=1/2蜂窝晶格反铁磁体来解释，在TN=38 K时呈现类磁序异常。虽然，我们的高频ESR的共振场显示出典型的反铁磁共振行为，我们的高频ESR的线宽继续增加低于TN，而它往往会随着温度在传统的三维反铁磁降低。一般来说，蜂窝晶格反铁磁体在理论上应该表现出与正方晶格反铁磁体类似的简单反铁磁序，因为这两种反铁磁体都是二分晶格。然而，我们认为，观察到的异常自旋动力学低于TN的蜂窝晶格反铁磁体，是没有观察到的正方形晶格反铁磁体的特有功能。
2010-12-22 cond-mat.str-el
Polarization as a tuning parameter for Floquet engineering: magnetism in the honeycomb, square, and triangular Mott insulators
磁交换耦合可以通过耦合到周期性光来调谐，其中频率和振幅通常是变化的：这一过程被称为Floquet工程。光的偏振也很重要，在本文中，我们展示了不同的偏振，包括几种类型的非偏振光，可以以不同的方式调谐交换耦合。例如，使用非偏振光，可以在不破坏时间反演或任何晶格对称性的情况下调谐材料。为了说明这些影响一般，我们考虑单带哈伯德模型在半填充蜂窝，正方形和三角形晶格。我们推导出有效的海森堡自旋模型的四阶微扰理论的任意固定的偏振，和几种类型的非偏振光，保持时间反演和晶格对称性。将这些模型耦合到周期性光调谐第一、第二和第三邻居交换耦合，以及正方形和三角形晶格上的环交换项。圆偏振光在蜂窝晶格和三角晶格中诱导出手征场，这有利于非共面磁性和潜在的手征自旋液体。我们讨论了如何最大限度地提高耦合，而不诱导加热。
2021-05-01 cond-mat.str-el
Magnetism and charge order in the honeycomb lattice
尽管与更好地理解蜂窝状系统的性质有关，但作为石墨烯基化合物，电子-声子相互作用通常在理论方法中被忽视。也就是说，声子场对\textit{interacting}狄拉克电子的影响是一个悬而未决的问题，特别是在研究长程有序时。因此，在这里，我们执行无偏量子蒙特卡罗模拟检查半填充蜂窝晶格中的Hubbard-Holstein模型（HHM）。通过仔细的有限尺寸标度分析，我们确定了半金属到绝缘体的量子临界点，并确定了反铁磁和电荷密度波相变的行为。因此，我们建立了中等相互作用强度下的HHM的基态相图，确定了不同声子频率下HHM的行为。我们的研究结果代表了一个完整的描述模型，并可能揭示蜂窝状系统中出现的多体属性。
2020-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metal-free Stoner and Mott-Hubbard magnetism in 2D polymers with honeycomb lattice
本研究通过计算证实无金属二维聚合物中存在Stoner铁磁半金属与反铁磁Mott-Hubbard绝缘体，揭示了双位点蜂窝晶格的平带与狄拉克锥特性及电子关联的调控作用，开创了二维共轭聚合物π系统磁性研究新方向。
2023-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Detection and control of electronic orbital magnetism by spin waves in honeycomb ferromagnets
本研究针对固体轨道自由度操控问题，提出利用自旋波通过标量自旋手性调控蜂窝铁磁体电子轨道磁性的方法，揭示其对磁振子特性的敏感性及多因素调控规律，为相关耦合物理研究提供新变量。
2025-01-17 cond-mat.str-el
Evolution of Magnetism in Single-Crystal Honeycomb Iridates
本文报道了层状铱酸盐（Na $_{1-x}$ Li $_{x}$）$_2$ IrO $_3$，$0\leq x \leq 0.9$的单晶体的成功合成，并对其结构、磁学、热学和输运性质进行了深入的研究。这种新化合物允许Na $_2$ IrO $_3$和Li $_2$ IrO $_3$之间的可控内插，同时保持蜂窝状Ir $^{4+}$平面的新颖量子磁性。测得的相图表明，在中间体$x$处，Néel温度$T_N$受到显著抑制，这表明Na $_2$ IrO $_3$和Li $_2$ IrO $_3$中的磁序是不同的，并且在$x\approx 0.7$处，化合物接近于在Na $_2$ IrO $_3$和Li $_2$ IrO $_3$中寻找的磁无序相。通过简单的理论模型分析我们的磁性数据，我们还发现$^{4+}$离子的三角分裂从Na $_2$ IrO $_3$和Li $_2$ IrO $_3$的符号变化，蜂窝状的铱酸盐处于强自旋轨道耦合区，受$\jeff=1/2$矩控制。
2013-09-20 cond-mat.str-el
Kitaev magnetism in honeycomb RuCl3 with intermediate spin-orbit coupling
过渡金属化合物中的自旋轨道耦合（SOC）和电子关联之间的相互作用是近年来研究的热点。特别地，蜂窝晶格上的$j_{\rm eff}$ = 1/2能带为实现Kitaev的精确可解自旋模型提供了一条途径.然而，由于目前的知识需要强原子SOC来产生$j_{\rm eff}=1/2$带，因此研究仅限于氧化铱。与此预期相反，我们证明了Kitaev相互作用如何出现在4 $d$ -轨道蜂窝状$α$ -RuCl $_3$，尽管有显着较弱的SOC比铱氧化物，通过电子相关的援助。导出了这些关联辅助$j_{\rm eff}$ = 1/2带的强耦合自旋模型，其中出现了大的反铁磁Kitaev相互作用和铁磁Heisenberg相互作用.我们的分析表明，该基态是一个位于反铁磁Kitaev自旋液体附近的有序相。角分辨光电子能谱，中子散射和光学电导率的实验影响进行了讨论。
2015-06-16 cond-mat.str-el
Featureless quantum paramagnet with frustrated criticality and competing spiral magnetism on spin-1 honeycomb lattice magnet
我们研究了自旋为1的具有阻挫交换作用的蜂窝晶格磁体。所提出的微观自旋模型包含第一和第二邻居海森堡相互作用以及单离子各向异性。我们建立了一个丰富的相图，其中包括一个无特征的量子顺磁体和各种自旋螺旋态诱导的量子无序有序机制。虽然量子顺磁体被称为无特征的，它表明，磁激发发展的倒易空间中的轮廓简并带的最低点。这些轮廓简并激发是从量子顺磁体到有序相的受抑临界性的原因。这项工作说明了磁阻挫对磁有序和磁激发的影响。我们讨论了各种镍基蜂窝晶格磁体的实验相关性。
2020-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Sensory organ like response determines the magnetism of zigzag-edged honeycomb nanoribbons
我们提出了一个解析理论的锯齿形边缘终止的蜂窝状纳米带的磁相图描述的哈伯德模型与相互作用参数U。我们表明，边缘磁矩变化为ln U，并揭示其依赖于宽度W的带。这一现象的物理学起源于纳米带的感觉器官样反应，表明要理解这些系统的磁性，需要考虑通常的Stoner-Landau理论之外的因素。在掺杂空穴或电子时，发生从相对边缘上的磁矩的反平行取向到平行取向的一阶磁性转变。这种过渡的临界掺杂示出成反比的带状物的宽度。使用变分蒙特卡罗计算，我们表明，磁性是强大的波动。此外，我们表明，磁相图是通用的锯齿形边缘终止的纳米结构，如纳米点。此外，我们进行第一性原理建模，以显示如何在取代的石墨烯纳米带中实现这样的磁性转变。
2012-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Highly frustrated magnetism in relativistic $\boldsymbol{d}^\mathbf{4}$ Mott insulators: Bosonic analog of Kitaev honeycomb model
我们研究了具有$t_{2g}^4$电子组态的自旋-轨道耦合莫特绝缘体的轨道阻挫单重态-三重态模型。在这些化合物中，低能磁自由度可以用描述自旋轨道纠缠$J=0$离子基态和激发态$J=1$能级之间跃迁的三味“三重子”算符来表示.与传统的味各向同性O（3）单重态-三重态模型相比，自旋轨道纠缠三体相互作用是味键选择性的，因此是高度受挫的。在蜂窝晶格中，我们发现密切的类比与Kitaev自旋模型-一个无限数量的守恒量，没有磁凝聚，自旋相关性是严格的短程。然而，由于三重子的玻色子性质，在自旋能隙中不存在涌现的无能隙激发，并且基态是没有长程纠缠的稠密三重子对的强关联顺磁体。使用精确对角化，我们研究玻色Kitaev模型及其各种扩展，打破了模型的精确对称性，并允许磁凝聚的三重子。钌氧化物的磁性的可能影响进行了讨论。
2019-12-18 cond-mat.str-el
Multiple Dirac Cones and Topological Magnetism in Honeycomb-Monolayer Transition Metal Trichalcogenides
单层石墨烯的发现开创了现代凝聚态物理的两个丰富领域：狄拉克半金属和原子级薄层材料。当这些趋势在具有自旋和轨道自由度以及强电子相关性的过渡金属化合物中再次相遇时，预计在物质拓扑态和莫特物理学的截面中会出现更多奇特的现象。在这里，我们表明，通过使用从头计算，单层形式的过渡金属trichalcogenides（TMTs），它具有蜂窝网络的过渡金属阳离子，可以表现出多个狄拉克锥与可调间隙的电子结构。此外，我们阐明了电子关联和载流子掺杂使多狄拉克半金属成为具有高陈数的拓扑铁磁体。我们的研究结果提出了蜂窝单层TMT的一个新的范式，探索相关的狄拉克电子和拓扑非平凡的磁性。反过来，这些材料独特的广泛特性将为原子级薄异质结构提供新的构建模块。
2018-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Polymorphism and Magnetism in a Kitaev Honeycomb Cobaltate KCoAsO$_4$
本文报道了新型Kitaev蜂窝状钴酸盐KCoAsO$_4$的两种多晶型形式，发现其因局部结构差异表现出截然不同的磁有序温度与相图，揭示了结构变化对该类材料磁性的关键作用。
2025-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unified theory of spiral magnetism in the harmonic-honeycomb iridates α, β, γ Li2IrO3
最近发现了具有化学式Li $_2$ IrO $_3$的绝缘铱酸盐家族，其具有三种不同的晶体结构$α,β,γ$（蜂窝状、超蜂窝状、条纹蜂窝状）。对三维多型体$β$ -和$γ$ -Li $_2$ IrO $_3$的测量发现，它们磁有序成非常相似的螺旋相，表现出非共面反向旋转螺旋磁序，等效波矢q=0.57。我们研究磁哈密顿这个家庭，并表明，相同的三重最近邻Kitaev海森堡伊辛（KJI）相互作用再现这种螺旋顺序的$β,γ$ -锂$_2$ IrO $_3$结构。我们分析了这一现象的起源，通过研究一个1D锯齿链，一个结构单元的三个多型共同的模型。链的解决方案透明地显示了Kitaev相互作用如何稳定的反向旋转的螺旋，这是持续恢复链间耦合。我们的极小模型对$α$ -Li $_2$ IrO $_3$的磁序作了具体的预测.
2015-06-15 cond-mat.str-el
High-field Magnetism of the Honeycomb-lattice Antiferromagnet Cu$_2$(pymca)$_3$(ClO$_4$)
我们报告的实验结果的磁化率，比热，电子自旋共振（ESR），和高场磁化强度测量的多晶样品的自旋$1/2$扭曲的蜂窝晶格反铁磁体铜$_2$（pymca）$_3$（ClO $_4$）。磁化率在25 K附近有一个宽峰，这是典型的低维反铁磁体，在比热测量中，在0.6K以下没有观察到长程磁序。在1.4K下，磁化曲线在70~T范围内呈现三阶跃.假设结构中存在三种不同的交换键$J_{\rm A}$、$J_{\rm B}$和$J_{\rm C}$，计算的磁化强度曲线再现了$J_{\rm A}/k_{\rm B} = 43.7~{\rm K}$、$J_{\rm B}/J_{\rm A} = 1$和$J_{\rm C}/J_{\rm A} = 0.2$时的观测值，但在70 T附近的磁化强度除外，在70 T附近观测到的磁化强度表明当计算的磁化强度饱和时又出现了另一个台阶。通过数值计算，讨论了磁化平台与交换键的关系。
2018-11-01 cond-mat.str-el
Local Magnetism and Spin Dynamics of the Frustrated Honeycomb Rhodate Li2RhO3
我们报告的磁化强度，热容量，7 Li-核磁共振（NMR），和muSR（μ子自旋roration）测量蜂窝状4d 5自旋液体候选人Li 2 RhO 3。在小磁场中的磁化提供了在6 K下一小部分Rh 4 + -磁矩的部分自旋冻结的证据，而在100 K以上的居里-外斯行为表明具有约2.2 μ B的磁矩的伪自旋1/2顺磁体。磁比热（Cm）不表现出磁场依赖性，表明在0.35K以下不存在长程磁序。Cm/T在约10 K时有一个很宽的最大值，低温时Cm=T^2。对自旋-晶格弛豫速率（1/T1）的测量表明，自旋涨落在冷却时会无间隙地减慢，1/T1=T^2.2。从NMR和muSR的结果是一致的情况下，少数的Rh 4+时刻是在一个短距离相关的冻结状态，并与大多数时刻在液体状的状态，继续在低温下波动共存。
2017-09-26 cond-mat.str-el
Unconventional magnetism in the 4d$^{4}$ based ($S=1$) honeycomb system Ag$_{3}$LiRu$_{2}$O$_{6}$
研究了Mott绝缘体系Ag $_{3}$ LiRu $_{2}$ O $_{6}$含Ru $^{4+}$（4 $d$ $^{4}$）的热力学和局域磁性.该材料以单斜$C2/m$结构结晶，其中RuO $_{6}$八面体形成边缘共享的二维蜂窝晶格，沿着$c$方向具有有限的堆叠顺序。大的负居里-外斯温度（$θ_{CW}$ = -57 K）表明Ru $^{4+}$离子之间存在反铁磁相互作用，尽管磁化率和热容分别在1.8 K和0.4 K以下没有显示出磁性长程有序。$^{7}$ Li核磁共振（NMR）位移在120-300 K之间跟随体磁化率，并在120 K以下稳定。在0.2和2 K之间，随温度变化的自旋-晶格弛豫速率呈幂律行为，表明动态自旋相关与无带隙激发。电子结构的计算表明，$S = 1$描述的Ru-时刻和可能的重要性，进一步的邻居相互作用，也双二次和环交换条款，在确定的磁性。我们的$μ$ SR数据的分析表明，自旋冻结低于5 K，但自旋保持在静态和动态磁性之间的边界线，即使在20 mK。
2019-02-05 cond-mat.str-el
Two iridates, two models, two approaches: a comparative study on magnetism in 3D honeycomb materials
最近的两项理论工作研究了Kitaev相互作用在新观察到的超蜂窝状（$β$ -Li $_2$ IrO $_3$）和带状蜂窝状（$γ$ -Li $_2$ IrO $_3$）铱酸盐中的无公度磁序中的作用。每一项工作都使用对比方法（经典与软自旋分析）分析了不同的模型（$JKΓ$与耦合锯齿链模型）。这些作品之间缺乏共性，这就排除了有意义的比较和对这些不寻常的顺序的正确理解。在这项研究中，我们完成了未完成的图片，这两个作品通过解决这两个模型，两种方法都为3D蜂窝虹膜。通过模型、技术和材料的所有组合之间的比较，我们发现键各向同性$JKΓ$模型一致地预测了$β$ -Li $_2$ IrO $_3$的实验相，而无论使用何种方法，$γ$ -Li $_2$ IrO $_3$的实验相都可以通过本征模混合的软自旋方法产生，而无论使用何种模型。为了获得进一步的见解，我们解决了一个1D量子自旋链模型相关的两个3D模型使用密度矩阵重整化群方法，形成一个基准。我们发现，在一维模型中，在经典和软自旋分析中的非公度关联生存在量子极限中，只有在存在的$JKΓ$模型中发现的非对角交换$Γ$。这些结果的真实材料的相关性进行了讨论。
2015-06-22 cond-mat.str-el
From Density Functional Theory to Spin Hamiltonians: Magnetism in $d^5$ Honeycomb Compound OsCl$_3$
Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学培养印度协会）
本研究结合DFT计算、HK哈密顿量精确对角化与半经典方法，构建$d^5$蜂窝磁体系有效自旋哈密顿量，揭示OsCl$_3$的锯齿型反铁磁基态，为强关联体系磁交换计算提供高效方案。
2025-06-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic properties of restacked 2D spin $\frac{1}{2}$ honeycomb RuCl$_3$ nanosheets
自旋$\frac{1}{2}$蜂窝材料由于其奇异的磁性和可能在量子计算中的应用而引起了人们的极大兴趣。然而，在所有当前材料中，面外相互作用干扰面内有序，因此仍然需要真正的2D磁性蜂窝系统。在这里，我们报告的剥离的磁性半导体$α$ -RuCl $_3$的第一卤化物单层和自旋$\frac{1}{2}$蜂窝状排列的乱层堆叠RuCl $_3$单层的磁性表征。剥离是基于还原锂化/水合的方法，这导致了由于电子注入层的自旋$\frac{1}{2}$状态的破坏而导致的合作磁性的损失。在氧化处理之后，恢复与本体类似的合作磁性。重新堆叠的单层的氧化球团在T $_N$ = 7 K时在面内方向上具有磁性转变，而在面外方向上的磁性与本体$α$ -RuCl $_3$有很大不同。因此，RuCl $_3$的宏观颗粒表现为在堆叠方向上没有任何对称关系的单层堆叠。有意引入乱层无序来操纵RuCl $_3$的自旋结构，对于研究Kitaev-Heisenberg模型预测的阻挫磁性和复杂磁序具有重要意义。
2016-03-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
XY magnetism, Kitaev exchange, and long-range frustration in the $J_{\rm eff}=1/2$ honeycomb cobaltates
对Kitaev量子自旋液体的探索引起了人们对具有强自旋轨道耦合的蜂窝量子磁体的极大兴趣。最近有人提出，即使是具有$3d$过渡金属离子的莫特绝缘体，具有名义上弱的自旋轨道耦合，也可以实现这种奇异的物理。基于此，我们研究了菱形蜂窝状钴酸盐CoTiO $_3$，BaCo $_2$（PO $_4$）$_2$和BaCo $_2$（AsO $_4$）$_2$，使用$\textit{ab initio}$密度泛函理论，它考虑到现实的晶体场扭曲和化学信息，结合精确对角化数值。我们发现，这些合作$^{2+}$磁体主机$j_\text{eff}=1/2$本地时刻高度各向异性$g$ -因素，我们提取他们的全自旋哈密顿量，包括较长的范围和各向异性的交换耦合。对于CoTiO $_3$，我们发现了一个最近邻的易平面铁磁$XXZ$模型，它具有额外的键相关各向异性和层间交换，支持三维（3D）Dirac节线磁振子。相反，对于BaCo $_2$（PO $_4$）$_2$和BaCo $_2$（AsO $_4$）$_2$，我们发现了强烈抑制的层间耦合，以及P/As介导的额外的第三邻居反铁磁交换的显著挫折。这种键各向异性的$J_1$ - $J_3$自旋模型可以支持共线锯齿形或共面螺旋基态，我们讨论了它们的动态自旋相关性，揭示了一个缺口的Goldstone模式，并认为这些pseudospin- $1/2$模型的有效参数可以强…
2021-11-23 cond-mat.str-el
Spin-Orbit Exciton in a Honeycomb Lattice Magnet CoTiO$_3$: Revealing Link Between Rare Earth and Transition Metal Magnetism
利用非弹性中子散射研究了CoTiO $_3$单晶样品中的自旋轨道激子随温度的变化。CoTiO $_3$是一种蜂窝状磁体，具有主导的XY型磁相互作用和低于$\mathrm{T_N} \approx 38$ ~K的A型反铁磁序。我们发现，SO激子变得更软，但获得了更大的带宽，在顺磁相相比，在磁有序相。此外，仅在中间温度范围内观察到额外模式，因为样本被加热到高于低于$\mathrm{T_N}$的最低可达温度。在这种材料中观察到的这种不寻常的温度依赖性表明，它的基态（$S_{\mathrm{eff}}=\frac{1}{2}$双峰）和激发态多重态是强耦合的，因此不能像在伪自旋模型中经常做的那样独立处理。我们的观察结果可以解释的多层次理论内的随机相位近似，明确考虑到地面和激发多重态。我们的理论最初是为了解释稀土磁体中磁激发的温度依赖性而发展的，它的成功突出了稀土系统中磁激发与具有强自旋轨道耦合的过渡金属系统中磁激发之间的相似性。
2020-07-07 cond-mat.str-el
Competition between static and dynamic magnetism in the Kitaev spin liquid material Cu2IrO3
从Kitaev自旋液体中出现的任何子激发可以形成量子计算机的基础。寻找这样的激发激发了对蜂窝状铱酸盐材料的深入研究。然而，进入自旋液体基态受到磁有序的阻碍。Cu_2IrO_3是一种新型的蜂窝状铱酸盐，没有长程序热力学特征。在这里，我们使用μ子自旋弛豫揭示磁性基态的Cu 2 IrO 3。我们发现一个两个组件的退极化慢，快弛豫率对应于不同的区域，分别与动态和静态磁性。X射线吸收光谱和第一性原理计算确定了混合铜价作为这种行为的起源。我们的研究结果表明，少数的Cu 2+离子成核区域的静态磁性，而大多数的Cu +/Ir 4+的蜂窝晶格上产生的Kitaev自旋液体。
2018-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism from multiparticle ring exchange in moiré Wigner crystals
研究莫尔维格纳晶体中多粒子环交换导致的磁性，发现势场增强驱动铁磁到反铁磁转变，且三角势场转变更早。
2025-02-01 cond-mat.str-el
Anomalous enhancement of magnetism by nonmagnetic doping in the honeycomb-lattice antiferromagnet ErOCl
本研究发现蜂窝晶格反铁磁体ErOCl中非磁性Lu³⁺掺杂可反常增强Er³⁺磁矩，揭示化学压力致c轴收缩、轴向晶场参数增大进而提升磁各向异性的机制，为调控稀土材料磁性能提供新途径。
2025-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-$0$ Mott insulator to metal to spin-$1$ Mott insulator transition in the single-orbital Hubbard model on the decorated honeycomb lattice
利用旋转不变的从玻色子研究了装饰蜂窝晶格上单轨道哈伯德模型在三分之二填充时强电子关联和三角形内自旋交换的相互作用.我们发现当自旋- $1$莫特绝缘体、金属和自旋- $0$莫特绝缘体之间的自旋交换是反铁磁的时，自旋交换是调谐的.莫特绝缘体产生于有效的三角形内多轨道相互作用，并与孤立三角形的基态电连接。反铁磁自旋交换，如确定的古德诺-Kanamori规则，可以发生在配位聚合物从动力学交换通过配体。我们的特点的磁性在该政权的自旋三重态占主导地位。对于小的$U$，自旋$1$ Slater绝缘体在三角形之间出现反铁磁序。自旋$1$莫特绝缘体中的磁性由蜂窝晶格上的自旋$1$海森堡模型描述，其基态为Néel有序.
2021-08-05 cond-mat.str-el
Magnetism of the 2D honeycomb layered Na2Ni2TeO6 compound driven by intermediate Na-layer crystal-structure
用中子衍射和中子非弹性散射研究了二维层状结构的自旋1蜂窝晶格化合物Na_2Ni_2 Te_O_6的微观自旋-自旋关联。蜂窝晶格的自旋-1 Ni 2+离子，在晶体学ab平面，以及沿c轴分离的中间Na层，其晶体结构包含手性核密度分布的Na离子。交替的Na层的手性是相反的。Na层的这种交替手性决定了沿c轴的磁性周期性，在c轴上发现了面内锯齿形AFM结构的up-up-down-down自旋排列，此外，在TN ~ 27.5 K以下发现了上述公度（CM）锯齿形AFM有序态与非公度（ICM）AFM有序态共存。发现ICM态出现在更高的温度~ 50 K，并持续到最低测量温度1.7 K。我们的反向蒙特卡罗（RMC）分析揭示了在整个温度范围1.7-50 K的ICM AFM状态的二维（2D）磁关联（在ab平面内）。此外，通过非弹性中子散射实验和随后的线性自旋波理论分析确定了自旋哈密顿量，揭示了与之字形原子力显微镜基态一致的面内竞争交换相互作用的存在，以及弱的面间相互作用和弱的单离子各向异性.的交换常数的值产生，Na 2Ni 2 TeO 6是位于内的锯齿形AFM相（跨越了很宽的范围内的J2/J1和J3/J1值）的理论相图。因此，本研究提供了一个详细的微观理解的磁相关性，并透露交织的磁结构相关性。
2022-02-16 cond-mat.str-el
Competing spin-orbital singlet states in the 4$d^4$ honeycomb ruthenate Ag$_3$LiRu$_2$O$_6$
当自旋-轨道纠缠的$d$ -电子驻留在蜂窝晶格上时，预计会出现丰富的量子态，如$d^5$ Kitaev材料所示。用不同于$d^5$的$d$ -电子计数可以实现独特但同样有趣的物理学。我们发现，在环境压力下，层状的双金属酸盐Ag $_3$ LiRu $_2$ O $_6$与$d^4$ Ru $^{4+}$离子形成了一个自旋轨道纠缠单态的蜂窝晶格，这是一个受抑激子磁性的游乐场。在压力下，单重态不发展预期的激子磁性，但经历了两个连续的过渡到其他非晶相，首先到一个中间相与适度变形的蜂窝晶格，并最终到一个高压相与非常短的Ru-Ru二聚体键。虽然在高压相的强二聚化起源于分子轨道的形成，如在姐妹化合物Li $_2$ RuO $_3$，中间相代表一个自旋-轨道耦合$J$ -二聚体状态，这是稳定的混合物的上位$J_{\rm eff} = 1$ -衍生状态。我们认为$J$ -二聚体态是由与低位自旋轨道激发态相关的伪Jahn-Teller效应引起的，并且是自旋轨道纠缠$d^4$系统所特有的。竞争单重态相的发现展示了$d^4$蜂窝化合物丰富的自旋轨道物理，为实现非常规磁性铺平了道路。
2022-05-24 cond-mat.str-el
Nearly itinerant electronic groundstate in the intercalated honeycomb iridate Ag$_3$LiIr$_2$O$_6$
我们使用X射线光谱在Ir L $_3$ /L $_2$的吸收边，研究粉末样品的插层蜂窝磁体Ag $_3$ LiIr $_2$ O $_6$。基于X射线吸收和共振非弹性X射线散射测量，和精确的对角化计算，包括下一个邻居的Ir-Ir电子希望积分，我们认为，嵌入的Ag原子的结果在一个近巡回的电子结构与增强的Ir-O杂化。由于偏离了局域相对论$j_{\rm eff}\! = \!1/2$态，我们发现相对轨道对磁矩的贡献增加，磁化强度密度在空间上扩展且不对称.我们的研究结果证实了金属-配体杂化在过渡金属氧化物磁性中的重要性，并为理解插层蜂窝状铱酸盐中的集体磁性提供了经验指导。
2021-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Contrasting magnetothermal conductivity in sibling Co-based honeycomb-lattice antiferromagnets
本研究对比了晶格结构和磁性相似的同族钴基蜂窝磁体 Co4Ta2O9 与 Co4Nb2O9 的磁热导率，发现前者在 9 T 下增强约 550% 而后者仅约 30%，并归因于磁激发对声子共振散射的差异，揭示了非磁性离子对热输运的隐性调控潜力。
2024-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism and field-induced effects in the S = 5/2 honeycomb lattice antiferromagnet FeP3SiO11
本文研究了高自旋S=5/2蜂窝晶格反铁磁体FeP3SiO11的磁性与场诱导效应，通过实验与DFT计算揭示了其长程有序基态、短程关联、自旋翻转转变及高场下的近极化态等非常规激发行为。
2024-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Models and Materials for Generalized Kitaev Magnetism
蜂窝晶格上的Kitaev模型最近受到了极大的关注，这与实现具有分数化Majorana类激发的新型自旋液体态的希望有关。本文对G. Jackeli和G. Khaliullin根据自旋-轨道相关的键相互作用确定Kitaev材料，并提供其在实际材料中的影响的全面概述。我们把重点放在实验结果和目前的理论认识的平面蜂窝系统（钠$_2$ IrO $_3$，$α$ -锂$_2$ IrO $_3$，和$α$ -RuCl $_3$），三维Kitaev材料（$β$ -和$γ$ -锂$_2$ IrO $_3$），和其他潜在的候选人，完成审查的开放问题列表等待新的见解。
2017-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exchange anisotropy-driven noncollinear magnetism and magnetic transitions in MnTiO3 ilmenite
University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
研究通过中子散射揭示MnTiO3中由磁交换各向异性驱动的非列线磁性和磁相变，揭示了键各向异性与晶体场对交换路径的影响。
2026-03-05 cond-mat.mtrl-sci 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
First-principles Study on the Magnetic Interactions in Honeycomb Na2IrO3
蜂窝状铱酸盐Na 2 IrO 3是一种Jeff=1/2的磁体，是实现量子自旋液体的潜在平台。许多实验表明，它的磁基态具有锯齿形反铁磁（AFM）序。然而，解释这种有序的理论模型仍然缺乏共识，因为它的第二近邻（NN）和长程第三NN磁相互作用非常不清楚。通过适当地考虑轨道矩，通过在第一性原理计算中限制它们的方向来实现，我们得到轨道矩和自旋矩之间的相对角度相当小，并且在几度的数量级，从而验证了Na 2 IrO 3中的Jeff=1/2状态。令人惊讶的是，我们发现，长程第三NN海森堡相互作用是相当大的，而第二NN磁相互作用是可以忽略不计的。使用最大局域化的Wannier函数，我们表明，相当大的长程第三NN海森堡相互作用的结果从扩展性质的杰夫=1/2状态。基于我们的研究，我们提出了一个最小的J1-K1-Γ_1-J3模型，其中磁激发在5.6 meV处具有强度峰，与非弹性中子散射实验一致[Phys. Rev. Lett. 108，127204（2012）]。本文的工作再次证明了在第一性原理计算中引入轨道矩对于研究Jeff=1/2磁体中的磁性是非常有效的，并且为深入研究蜂窝状Jeff=1/2磁体中的磁性铺平了道路.
2018-06-30 cond-mat.str-el
Ferrochiral, antiferrochiral, and ferrichiral skyrmion crystals in an itinerant honeycomb magnet
拓扑自旋纹理，如Skyrmion晶体，是由于磁性和拓扑之间的相互作用而引起的不寻常物理现象的来源。由于物理现象依赖于自旋结构的拓扑性质和对称性，寻找新的自旋拓扑结构和涌现现象是凝聚态物理的挑战之一。在这封信中，我们从理论上探讨了新的拓扑自旋纹理所产生的自旋，电荷和亚晶格自由度之间的协同作用在巡回磁铁。通过模拟退火的蜂窝Kondo晶格模型的有效自旋模型，我们发现了大量的skyrmion晶体在低温下的不稳定性，其拓扑自旋纹理分为三种类型：铁手性，反铁手性，和ferrichiral skyrmion晶体。我们表明，所获得的skyrmion晶体的自旋轨道耦合自由蜂窝结构的后果。我们的研究结果揭示了潜在的巡回蜂窝磁铁举办各种各样的SkX和紧急现象。
2022-08-10 cond-mat.str-el
The Existence of Featureless Paramagnets on the Square and the Honeycomb Lattices in 2+1D
量子磁学的特殊性质有时会禁止完全对称和未分裂的带隙的“无特征”顺磁体的存在。李伯-舒尔茨-马蒂斯定理就是这样一个约束的例子，但我们不知道最普遍的约束是什么。我们研究了2+1D中自旋为1的正方晶格和自旋为1和自旋为1/2的具有自旋旋转和空间群对称性的蜂窝晶格上无特征顺磁体的存在性。虽然无特征的顺磁体相不排除任何现有的定理，场论的论点不赞成他们的存在。然而，通过将阿弗莱克，肯尼迪，Lieb和Tasaki的结构推广到我们称之为“奴隶自旋”状态的一类，我们提出了这些模型的无特征波函数。从解析和数值计算两方面证实了正方晶格和蜂窝晶格上自旋为1的从自旋态的无特征性，但自旋为1/2的蜂窝晶格态的状态仍不清楚。
2015-07-15 cond-mat.str-el
Spin Waves and Dirac Magnons in a Honeycomb Lattice Zig-zag Antiferromagnet BaNi2(AsO4)2
在过去的十年里，在无磁性的拓扑材料中，有质量和无质量的费米子准粒子的拓扑性质得到了广泛的研究。最近，在二维蜂窝晶格铁磁/反铁磁和三维反铁磁中，由自旋波产生的这种准粒子的玻色子类似物已经被报道。在这里，我们使用飞行时间非弹性中子散射研究自旋波的S = 1蜂窝晶格反铁磁体BaNi 2（AsO 4）2，它具有锯齿形反铁磁（AF）基态相同的Kitaev量子自旋液体候选人α-RuCl 3。我们确定的Z字形AF有序相的磁交换相互作用，并表明，自旋波在BaNi 2（AsO 4）2的布里渊区边界内的狄拉克点的保护。这些结果提供了蜂窝晶格磁体中之字形AF序和相关Dirac磁振子的微观理解，并且对于建立Kitaev量子自旋液体候选物中的磁相互作用也是重要的。
2021-12-15 cond-mat.str-el
Counterroating incommensurate magnetic order and strong quantum fluctuations in the honeycomb layers of $\rm NaNi_2BiO_6$
我们报道了蜂窝状反铁磁体$\rm NaNi_2BiO_{5.66}$的磁结构和电子性质。我们发现磁顺序与时刻沿$c$轴的温度低于$T_{c1}=6.3(1)\>{\rm K}$，然后在蜂窝平面$T < T_{c2}=4.8(1)\>{\rm K}$与反向旋转模式和有序波矢量${\bf q}=(\frac{1}{3},\> \frac{1}{3},\> 0.15(1))$。密度泛函理论和电子自旋共振表明，这是一个高自旋镍$^{3+}$磁性附近的高到低的自旋转变。有序波矢、面内磁关联、丢失熵、自旋态和超交换路径都与$\rm NaNi_2BiO_{6-δ}$中键依赖的Kitaev- $Γ$ -Heisenberg交换相互作用一致。
2019-10-24 cond-mat.str-el
Chemical tuning between triangular and honeycomb structures in a 5$d$ spin-orbit Mott insulator
我们报道了自旋轨道莫特绝缘体家族K $_x$ Ir $_y$ O $_2$的结构研究，具有由钾离子键合的边共享IrO $_6$八面体的三角层。钾含量作为化学调节参数来控制Ir-O层中的电荷量。与Ir被Co或Rh（$y=1$）取代的同构家族不同，其在钾组成$x$的范围内是金属性的，我们反而发现通过铱空位实现电荷中性的绝缘行为，其在蜂窝状超电池中在临界组成$x_c$之上有序。通过进行密度泛函理论计算，我们将所观察到的行为归因于一个微妙的相互作用的晶体场环境，本地电子相关性和强大的自旋轨道相互作用在Ir $^{4+}$网站，使这个结构家庭的候选人显示Kitaev磁性在实验未探索的制度，三角形和蜂窝状结构之间的插值。
2019-08-13 cond-mat.str-el
Phonon Heat Transport and Anisotropic Tuning of Quantum Fluctuations in a Frustrated Honeycomb Magnet
该研究通过极低温热输运测量，发现受阻蜂窝磁体Na3Co2SbO6中热导率受声子散射抑制，并揭示了场驱动量子临界性下磁涨落对热输运的各向异性调控。
2024-06-25 cond-mat.str-el
Strong antiferromagnetic interaction owing to a large trigonal distortion in the spin-orbit-coupled honeycomb lattice iridate CdIrO$_3$
我们研究了钛铁矿型铱酸盐CdIrO $_3$的磁性，该材料具有由Ir $^{4+}$离子通过固态复分解制备的蜂窝晶格结构。利用粉末样品的磁化强度测量显示了大的有效磁矩和相当强的反铁磁相互作用，表明偏离Kitaev模型。考虑到CdIrO $_3$的磁性与晶体结构之间的关系，并与其他钛铁矿型铱酸盐ZnIrO $_3$和MgIrO $_3$进行比较，我们得出结论：由于IrO $_6$八面体的复分解稳定的大三角畸变，绝缘的CdIrO $_3$不能被描述为$J_{\rm eff} = 1/2$ Mott态。
2020-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Excitonic Magnetism in Van Vleck-type d^4 Mott Insulators
在具有t^4_{2g}电子组态的莫特绝缘体中，如Re^{3+}、Ru^{4+}、Os^{4+}和Ir^{5+}离子，自旋轨道耦合决定了角动量J=0的范弗莱克型双电子基态，磁响应由带隙的单重态-三重态激发决定。我们导出了这些激子之间的交换相互作用，并研究了它们在不同晶格上的集体行为。在钙钛矿中，发现了激子到磁性状态的常规玻色凝聚，而由于在90度d-p-d成键几何形状的情况下激子相互作用的键方向性质，在蜂窝晶格中出现了支持自旋液体状态的意想不到的一维行为。
2013-11-01 cond-mat.str-el
Relation between Kitaev magnetism and structure in $α$-RuCl$_3$
利用拉曼散射研究了蜂窝状Kitaev材料$α$ $_3$及其海森堡对应物CrCl $_3$的晶格和磁激发.我们的声子拉曼光谱给出了证据的一阶结构从单斜晶系的菱形结构的两种化合物的转变。值得注意的是，只有$α$ $_3$具有大的热滞后，这与宽相共存的形成相一致.在$70-170$ K的相关温度区间内，我们也观察到磁激发的滞后行为。菱面体相的磁响应比单斜相的强，证明了晶体结构和低能磁响应之间的耦合。我们的研究结果表明，Kitaev磁性伴随着分形激发是容易受到小的变化的键几何形状。
2017-05-03 cond-mat.str-el
Magnetism in EuAlSi and the Eu1-xSrxAlSi Solid Solution
本文研究EuAlSi的磁性及其与SrAlSi形成的固溶体，发现x≈0.96处存在量子临界点，伴随铁磁序抑制和超导出现。
2024-12-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Generic Field-Driven Phenomena in Kitaev Spin Liquids: Canted Magnetism and Proximate Spin Liquid Physics
二维空间中的拓扑自旋液体在小磁场存在下是稳定相，但在中等场强下可能会让位于场诱导现象。夹在低场自旋液体物理和高场自旋极化阶段之间，然而，在这个中间区域对磁现象的探索往往仍然难以控制的分析方法。在这里，我们数值研究这样的中间场磁场现象的两个代表性Kitaev模型（上的正方形八角形和装饰蜂窝晶格），表现出阿贝尔或非阿贝尔拓扑顺序在低场极限。利用精确对角化和密度矩阵重整化群技术，以及线性自旋波理论，我们建立了Kitaev自旋液体在外部磁场中的一般特征.虽然铁磁模型通常表现出直接过渡到极化状态在一个相对较低的场强，反铁磁耦合不仅基本上稳定的拓扑自旋液相，但一般导致出现一个独特的场诱导的中间制度，分离的交叉从高场极化制度。我们的研究结果表明，对于大多数晶格的几何形状，这个政权一般表现出显着的自旋倾斜，反铁磁自旋自旋相关性，并在有限的温度下扩展接近自旋液体政权。值得注意的是，我们确定了一个对称性障碍，在原来的蜂窝Kitaev模型，防止，至少在某些领域的方向，形成这种倾斜的磁性，而不打破对称性-在这种情况下，与最近的数值观察扩展的无隙自旋液体一致。
2020-10-12 cond-mat.str-el
Emergence of a Field-Driven U(1) Spin Liquid in the Kitaev Honeycomb Model
在量子磁学领域，精确可解的Kitaev蜂窝模型是自旋自由度分解和$\mathbb{Z}_2$量子自旋液体形成的范例。一个紧张的实验研究导致了一些自旋轨道纠缠莫特绝缘体的发现，实现其特征键方向的相互作用，并在磁场的存在下，表现出没有迹象表明的长程序。在这里，我们绘制出完整的相图Kitaev模型在倾斜磁场中，并报告出现了一个独特的无隙量子自旋液体在中等场强。分析了一些静态的，动态的，和有限的温度量，使用数值精确对角化技术，我们发现强有力的证据表明，这一阶段表现出耦合到一个无质量的$U(1)$规范场的无带隙费米子。我们讨论了它的稳定性的存在下自然产生的自旋轨道纠缠的候选材料的扰动。
2019-02-06 cond-mat.str-el
Magnetic Anisotropy in Spin-3/2 with Heavy Ligand in Honeycomb Mott Insulators: Application to CrI$_3$
二维CrI $_3$中的铁磁性引起了人们的极大兴趣，最近有人提出碘中的自旋轨道耦合（SOC）可能产生键依赖的自旋相互作用，从而导致磁各向异性。本文利用强耦合微扰理论导出了蜂窝状莫特绝缘体中重配体包围的过渡金属上S=3/2的微观自旋模型。对于理想的八面体，我们发现海森堡和Kitaev相互作用，有利于通过量子涨落沿立方轴的磁矩。当八面体的轻微三角畸变与SOC一起存在时，出现三种额外的相互作用，包括非对角对称的$Γ$和$Γ^\prime$以及单离子各向异性。由此产生的磁各向异性钉的时刻垂直于蜂窝状平面观察到的单层的CrI $_3$，表明SOC和三角失真的意义，在理解磁性的二维莫特绝缘体。与自旋-轨道耦合$J_{\rm eff}$ = 1/2和S=1模型的比较也被提出。
2021-03-16 cond-mat.str-el
