Revealing frustrated local moment model for pressurized hyperhoneycomb iridate: paving a way toward quantum spin liquid
在具有强自旋轨道耦合的蜂窝晶格材料中发现量子自旋液体相已经引起了大量的实验和理论研究。在这里，局部矩之间的键依赖Kitaev相互作用提供了强的磁阻挫，并且如果它是系统中存在的唯一相互作用，则它将导致精确可解的量子自旋液体基态。然而，在所有这些材料中，由于局部矩之间的额外相互作用，基态处于磁有序相。最近，已经报道了超蜂窝材料$β$ IrO $_3$中的磁序在施加流体静压时被抑制，并且所得到的状态变成量子顺磁体或可能的量子自旋液体。采用从头计算和强耦合展开方法，研究了加压下$β$ IrO $_3$的晶格结构和局域矩模型.值得注意的是，在高压下的主导相互作用不是Kitaev相互作用，也不是进一步的邻居相互作用，而是一种不同的键依赖相互作用。这将导致强的磁阻挫，并可能为发现一种新的量子自旋液体基态提供一个平台。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Field evolution of low-energy excitations in the hyperhoneycomb magnet $β$-Li$_2$IrO$_3$
$^7$ Li核磁共振（NMR）和太赫兹（THz）光谱用于探测超蜂窝Kitaev磁体$β$ -Li $_2$ IrO $_3$中的磁激发及其场依赖性。自旋晶格弛豫速率（$1/T_1$）测量到100 mK，表明在低场（低于$H_c\simeq 2.8$ T）的激发的无隙性质，与蜂窝Kitaev磁体$α$ -RuCl $_3$中在零外加磁场下发现的有隙磁振子激发相反。在$β$ -Li $_2$ IrO $_3$中，在较高温度下，$1/T_1$在Néel温度$T_N\simeq 38$ \，K下穿过宽的最大值，而没有任何明显的异常，这表明在太赫兹光谱中确实观察到作为两个峰的低能激发的丰度，两者都对应于区中心磁振子激发。在较高的场（高于$H_c$）下，激发间隙打开，并且观察到THz光谱权重的重新分布，而没有任何激发连续谱的指示，这与其中报道了激发连续谱的$α$-RuCl $_3$形成对比。
2020-06-15 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
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
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
Magnon-spinon dichotomy in the Kitaev hyperhoneycomb $β$-Li$_2$IrO$_3$
近年来，边缘共享的三配位的铱酸盐和铱酸盐家族已经成为Kitaev自旋液体物理学的主要平台，其中自旋分裂成涌现的磁通量和具有Dirac样色散的Majorana费米子。虽然这种奇异的状态通常在低温下被长程磁序所取代，但具有长相干时间的马约拉纳费米子的签名已被预测在中等和更高的能量尺度下出现，类似于准一维自旋链中自旋子的观察。本文用共振非弹性X射线散射研究了超蜂窝状铱酸盐$β$ IrO $_3$在磁场作用下的磁激发。在低温下，分散自旋波可以解决周围的预测交织的无公度螺旋和场诱导的锯齿形订单，其激发能达到最大值为16 meV。2 T磁场软化了${\bf Q}=0$周围的色散。自旋波在磁场下的行为与我们对基态和动力学自旋结构因子的半经典计算一致，这进一步预测了随后的纠缠均匀态在很高的场（100 T）下仍然保持稳健。最显著的是，低能的类磁振子模式被一个宽的连续激发叠加，中心在35 meV左右，延伸到100 meV。这种高能量连续体至少在300 K下仍然存在--远远高于38 K的有序温度--并为基塔耶夫自旋液体中长寿命的马约拉纳费米子对提供了证据。
2021-02-05 cond-mat.str-el
Evolution of crystal field and intraionic interactions in the ilmenite $A$IrO$_3$ ($A$ = Mg, Zn, Cd) and hyperhoneycomb $β$-ZnIrO$_3$
Tokyo University of Agriculture and Technology（东京农工大学）；National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology（量子与放射线科学研究所）；Tohoku University（东北大学）
通过Ir L3边共振非弹性x射线散射研究ilmenite iridates和hyperhoneycomb结构的局部电子结构，揭示了化学取代对晶场和离子间相互作用参数的影响，为理解Kitaev候选材料中的磁学行为提供了基础。
2026-04-10 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
Classification and properties of quantum spin liquids on the hyperhoneycomb lattice
“Kitaev材料”家族为研究量子自旋液体及其邻近磁序提供了一个理想的平台。基于超蜂窝晶格中存在量子自旋液体基态的可能性，我们采用Abrikosov-fermion表象，对超蜂窝晶格上的对称量子自旋液体进行了系统的分类和研究.在176个对称的$U(1)$自旋液体（和160个$Z_2$自旋液体）中，我们发现了8个“根”$U(1)$自旋液体，它们接近于可解Kitave模型在超声子晶格上的基态.这8个态是加压$β$ IrO $_3$中可能的$U(1)$自旋液体基态的有希望的候选态.进一步讨论了这8种$U(1)$自旋液体的物理性质，发现它们都支持双线型自旋费米面.
2018-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Predominance of the Kitaev interaction in a three-dimensional honeycomb iridate: from ab-initio to spin model
最近发现的三维超蜂窝状铱酸盐$β$ IrO $_3$，由于其接近理想的晶格结构，为实现自旋轨道纠缠局域矩之间的主导Kitaev相互作用带来了希望。如果这是真的，那么这种材料可能在三维空间中接近人们所追求的量子自旋液体相。利用从头算电子结构计算，我们首先表明，自旋-轨道纠缠的基础，$j_{\rm eff}$ =1/2，正确地捕获的低能电子结构。在强耦合极限下导出的有效自旋模型由从头算结果补充，表明Kitaev相互作用占主导地位。我们表明，可能的参数范围是一致的，在最近的实验中发现的非共面螺旋磁序。所有这些分析表明，$β$ $_2$ IrO $_3$可能是已知材料中最接近Kitaev自旋液体状态的.
2016-01-14 cond-mat.str-el
Unconventional magnetic field response of the hyperhoneycomb Kitaev magnet $β-\textbf{Li}_2\textbf{IrO}_3$
我们提出了一个统一的描述的超蜂窝Kitaev磁铁$β$ - $\text{Li}_2\text{IrO}_3$施加磁场沿正交方向${\bf a}$，${\bf b}$和${\bf c}$的响应。这种描述是基于最小最近邻$J$-$K$-$Γ$模型，并建立在这样的想法上，即在零场实验观察到的无公度反向旋转顺序可以被视为具有六个自旋子晶格的附近公度顺序的长距离扭曲。结果表明，${\bf H}\parallel{\bf a}$、${\bf H}\parallel{\bf b}$和${\bf H}\parallel{\bf c}$系统的行为具有一些共同的定性特征，包括：i）调制的、反向旋转的阶数与一组均匀阶数的强交织; ii）调制阶数在临界场$H^\ast$处消失，其值与$H_{\bf b}^\ast\!<\!H_{\bf c}^\ast\!\ll\!H_{\bf a}^\ast$具有强各向异性; iii）在$H^\ast$之上存在一个鲁棒的锯齿形相位;（4）满足布拉格峰强度求和规则。值得注意的是，${\bf H}\parallel{\bf c}$的调制阶的消失是通过一个“变磁性”的一阶跃迁进行的，它不能恢复所有被破坏的对称性。这意味着在更高的磁场下存在第二个有限的$T$相变。我们还表明，量子涨落引起的显着减少的本地各方向的字段的时刻。${\bf H}\parallel{\bf b}$的总磁…
2019-10-30 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
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
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
Ab initio determination of excitation energies and magnetic couplings in correlated, quasi two-dimensional iridates
为了确定铱酸盐Sr $_2$ IrO $_4$和Ba $_2$ IrO $_4$ -高温超导性的潜在平台-中基本的电子和磁相互作用的强度，我们使用基于波函数的电子结构理论的多体技术。多重态物理，自旋-轨道相互作用，和Ir-O杂化都被平等对待，完全{ \it从头算}。我们的计算将Sr $_2$ IrO $_4$ /Ba $_2$ IrO $_4$的最低d-d激发置于0.69/0.64 eV，显著低于同构铜酸盐。电荷转移激发开始于3.0/1.9 eV，磁最近邻交换耦合为51/58 meV。现有的实验结果是完全一致的，这些值，这强烈约束的参数化的有效虹彩哈密顿量。
2012-03-09 cond-mat.str-el
Raman spectroscopic signature of fractionalized excitations in the harmonic-honeycomb iridates $β$- and $γ$-Li$_2$IrO$_3$
量子自旋系统中元激发的分形化是当前凝聚态物理的一个中心课题。Kitaev蜂窝自旋模型提供了一个奇异的分馏准粒子的突出例子，由巡回马约拉纳费米子和带隙规范通量。然而，马约拉纳费米子在三维蜂窝晶格中的识别仍然难以捉摸。在这里，我们报告的谐波蜂窝状虹彩$β$ -和$γ$ -锂$_2$ IrO $_3$分数激发的光谱特征。利用偏振分辨拉曼光谱，我们发现$β$ -和$γ$ -Li $_2$ IrO $_3$的动态拉曼响应具有宽的散射连续谱，具有明显的偏振和组分依赖性。拉曼光谱权重的温度依赖性由费米激发的热阻尼主导。这些结果表明，在三维Kitaev-Heisenberg系统中，Majorana费米子是从自旋分馏中出现的。
2016-06-28 cond-mat.str-el
Quasiparticles and charge transfer at the two surfaces of the honeycomb iridate Na$_2$IrO$_3$
对Na $_2$ IrO $_3$铱酸盐绝缘体的低能电子结构的直接实验研究很少，并且绘制了两个相互矛盾的图片。一个依赖于平坦的能带和清晰的带隙，另一个涉及接近费米能级的色散态，指向表面金属性。在这里，通过角分辨光电发射，光电发射电子显微镜，和X射线吸收的组合，我们表明，正确的图片是更复杂的，涉及一个异常带，所产生的电荷转移从钠原子的Ir衍生状态。体准粒子确实存在，但在两种可能的表面终端之一的电荷转移是较小的，他们仍然难以捉摸。
2017-11-06 cond-mat.str-el
$\textit{Ab initio}$ prediction of a two-dimensional variant of the iridate IrO$_2$
我们提出了一个绝缘的二维相位的IrO $_{2}$，预测$\textit{ab initio}$进化算法。预测的相是范德华晶体，其中Ir形成三角形晶格，并且与实验观察到的亚稳尖晶石相在能量上具有竞争力。电子结构的计算表明，该相的磁性是非常不平凡的，具有几乎完美的简并度120 $^{\circ}$ $\textit{Neel}$和$Y$ -条纹订单，和异常软的磁矩。由此产生的行为，我们称之为$\textit{easy plane anisotropy}$，是完全不同的，从以前探索Kitaev蜂窝晶格实现。因此，我们的研究结果表明，IrO $_{2}$可能是一个理想的候选人，以实现高度不寻常的磁性。
2019-12-19 cond-mat.str-el
Magnetism and electrical transport in Y-doped layered iridate Sr$_2$IrO$_4$
本文报道了Y掺杂层状铱酸盐（Sr $_{1-x}$ Y $_x$）$_2$ IrO $_4$（$x$ $\leq$ 0.1）的结构、磁性和电子性质的研究。母体Sr $_2$ IrO $_4$是一种自旋轨道耦合（SOC）诱导的反铁磁基态绝缘体。Y掺杂在这里等效地用于电子掺杂，而不改变重要参数，例如SOC和电子相关性。实验结果表明，结构参数的微小变化和等效的电荷转换从Ir $^{4+}$到Ir $^{3+}$。与类似的其他电子掺杂系统不同，本系列中的低温磁性和电子状态受到的影响最小。整个系列的电荷传导机制遵循二维跳跃模型。磁电阻（MR）的数据显示了一个有趣的符号与温度和磁场的变化。低温下的正MR都遵循弱的反定域行为，其中MR的符号变化被认为是由SOC和磁矩之间的相互作用引起的。
2021-01-07 cond-mat.str-el
Magnetic Excitations in Square Lattice Iridates: Contrast between Ba$_2$IrO$_4$ and Sr$_2$IrO$_4$
我们报告了一个共振非弹性X射线散射（RIXS）调查的超薄外延薄膜的Ba $_2$ IrO $_4$，并比较其低能量的磁性和自旋轨道激发的姐妹化合物Sr $_2$ IrO $_4$。由于180 $^\circ$ Ir-O-Ir键，Ba $_2$ IrO $_4$中的磁振子和自旋轨道子的带宽明显更大，使得很难将这两种类型的激发描述为单独的定义明确的准粒子。这两种类型的激发被发现是相当敏感的外延应变的效果。此外，我们发现在Sr $_2$ IrO $_4$中观察到的d能级反转在Ba $_2$ IrO $_4$中不存在，正如最近的理论研究所预测的那样。我们的研究结果表明，Ba $_2$ IrO $_4$的磁性是从那些Sr $_2$ IrO $_4$，这表明这些材料需要更仔细地检查电子巡回考虑。
2022-03-24 cond-mat.str-el
Heisenberg-Kitaev Models on Hyperhoneycomb and Stripyhoneycomb Lattices: 3D-2D Equivalence of Ordered States and Phase Diagrams
我们讨论磁有序状态，在海森伯-Kitaev和相关的自旋模型，三维（3D）谐波蜂窝晶格。对于大类有序状态，我们表明，它们可以映射到二维（2D）对应的蜂窝晶格，与经典的能量是相同的，在2D和3D的情况下。作为一个例子，我们确定了磁场中超蜂窝晶格上的经典最近邻海森堡-基塔耶夫模型的相图：这显示了类似于其二维对应物的丰富而复杂的行为，大多数相位和相边界完全重合。为了与超蜂窝状铱酸盐$β$ -Li $_2$ IrO $_3$的物理联系，我们还包括对称的非对角$Γ$相互作用，讨论其3D-2D映射，并确定相关的相图。特别地，我们明确地证明了$α$ -和$β$ IrO $_3$中螺旋磁序的绝热等价性.我们的研究结果铺平了道路，系统的共同理解的二维和三维Kitaev材料。
2019-10-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Photoexcited states of the harmonic honeycomb iridate γ-Li$_2$IrO$_3$
我们报道了最近合成的“谐波”蜂窝状铱酸盐γ-Li $_2$ IrO $_3$（LIO）和层状蜂窝状铱酸盐Na $_2$ IrO $_3$（NIO）的平衡和非平衡光学测量结果。使用傅里叶变换红外显微镜，我们进行反射率测量LIO，从中我们得到的光学电导率低于2 eV。此外，我们还测量了LIO和NIO的光致反射率变化ΔR随时间、温度、T和探测场偏振的变化。在LIO中，ΔR（t，T）是各向异性的，由三个依赖于T的分量组成。这些组件中的两个有关的发病磁秩序和第三个是有关的光诱导人口的亚稳电子激发态。在NIO中，ΔR（t，T）有一个单一的依赖于T的分量，这与LIO中ΔR的电子激发分量惊人地相似。通过对两种化合物的ΔR（t，T）的分析和比较，我们提取了LIO中在相变温度及以上的磁关联的开始、平衡态下的裸自旋翻转散射速率、低位准粒子激发的寿命以及对磁序敏感的光学跃迁的偏振依赖性等信息。
2015-10-06 cond-mat.str-el
Topological and magnetic phases with strong spin-orbit coupling on the hyperhoneycomb lattice
本文研究了铱基化合物在超蜂窝晶格上的关联电子相图。超蜂窝晶格是最近在$β$ -Li ${}_{2}$ IrO ${}_{3}$化合物中实现的一种晶体结构，其中IrPDMATHABMM离子形成具有三重配位的三维网络。使用微观推导、对称性分析和密度泛函计算的组合，我们确定了占据Ir $^{4+}$位点上$j_{\text{eff}}=1/2$轨道的电子的一般模型。在非相互作用的限制，我们发现，这个模型允许拓扑和平凡的电子带绝缘体以及金属状态。Hubbard型电子-电子排斥对上述电子结构在稳定$\mathbf{q}=\mathbf{0}$磁序中的作用揭示了拓扑带绝缘体和Neel有序磁绝缘体之间连续相变的相图。
2014-02-11 cond-mat.str-el
Optical magnons with dominant bond-directional exchange interactions in a honeycomb lattice iridate $α$-Li$_{2}$IrO$_{3}$
我们用共振非弹性X射线散射方法研究了蜂窝晶格铱酸盐$α$-Li $_{2}$ IrO $_{3}$中的光学磁振子。在能量区域20-25 meV中的谱表现出动量依赖性，其能量在磁布拉格峰的位置处最高，（$\textit{h}, \textit{k}$）=（$\pm$ 0.32，0），并且朝向（0，0）和（$\pm$ 1，0）降低。我们比较我们的数据与线性自旋波理论的基础上，一个通用的最近邻自旋模型。我们发现，一个占主导地位的键方向的Kitaev相互作用的顺序为20毫电子伏，需要解释在我们的研究中观察到的能量尺度。所观察到的激发被理解为源于光磁振子模式，其强度由结构因子调制，导致表观动量依赖性。我们还观察到扩散磁散射所产生的短程磁相关远高于$\textit{T}_{N}$。与Na $_{2}$ IrO $_{3}$相反，这种漫散射缺乏蜂窝晶格的$C_3$旋转对称性，这表明在$α$-Li $_{2}$ IrO $_{3}$中键的各向异性远非可以忽略.
2021-01-10 cond-mat.str-el
Effect of nonmagnetic dilution in honeycomb lattice iridates Na$_2$IrO$_3$ and Li$_2$IrO$_3$
合成了$_2$（Ir $_{1-x}$ Ti $_x$）O $_3$钠单晶和$_2$（Ir $_{1-x}$ Ti $_x$）O $_3$锂多晶，通过测量磁化率、比热和磁热效应研究了磁损耗对材料磁性能的影响。在这两个系统中，非磁性取代迅速改变磁有序的基态到自旋玻璃，表明强烈的挫折。而对于Li系统的外斯温度$Θ_{\rm W}$保持不变，直到$x=0.55$，强烈的下降$|Θ_{\rm W}|$被发现为Na系统。这表明，只有前一个系统的磁交换超过最近的邻居是占主导地位的。这也通过观察到Li $_2$（Ir $_{1-x}$ Ti $_x$）O $_3$中接近$x=0.5$的模糊量子相变得到证实，即远远超过蜂窝晶格的位点渗透阈值。
2014-06-03 cond-mat.str-el
High-pressure versus isoelectronic doping effect on the honeycomb iridate Na$_2$IrO$_3$
我们研究了等电子掺杂和外部压力的影响，在调谐的蜂窝状铱酸钠$_2$ IrO $_3$的基态，通过结合光学光谱与同步辐射X射线衍射测量单晶。得到的光学电导率的Na $_2$ IrO $_3$讨论的Mott绝缘图片与准分子轨道的形成和Kitaev相互作用。随着Li含量的增加，$x$、（Na $_{1-x}$ Li $_x$）$_2$ IrO $_3$更深地移动到Mott绝缘区，并且有迹象表明，直到24%的掺杂水平，化合物更接近Kitaev极限。单晶$α$-Li $_2$ IrO $_3$的光学电导率谱不遵循对直到$x=0.24$的系列观察到的趋势。有强烈的迹象表明，与Na $_2$ IrO $_3$相比，$α$ -Li $_2$ IrO $_3$不太接近Kitaev极限，而更接近准分子轨道图。除了声子模的压力诱导硬化外，Na $_2$ IrO $_3$的光学性质似乎对外部压力具有鲁棒性。通过比较压力引起的晶格参数和电导率的变化与相应的掺杂引起的变化，给出了等电子掺杂导致的电导率的意外演变以及$x=0.24$和$x=1$之间的剧烈变化的可能解释.
2017-11-02 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
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
Electronic Structure and Magnetic Properties of Iridate Superlattice SrIrO$_3$/SrTiO$_3$
受铱酸盐超晶格实验报道的启发，我们对SrIrO $_3$ /SrTiO $_3$进行了第一原理电子结构计算。异质结构导致SrIrO $_3$变成SrPDMATHABMN IrO $_4$ -like，并且系统在费米能级附近具有良好定义的$j_{\rm eff}$ =1/2态，以及在准二维IrO $_2$平面内具有倾斜的反铁磁序。响应于较大的拉伸应变，由于键长的增加和带宽的减小，带隙增加。的基态的磁性进行了讨论，在比较亚稳态共线反铁磁状态。我们的工作为理解近年来有关铱酸盐异质结构的实验结果提供了新的思路。
2014-02-11 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
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
The electronic structure of the high-symmetry perovskite iridate Ba2IrO4
本文报道了Ba-$_2$-IrO-$_4$（Ba-214）反铁磁（$T_N=230$ K）绝缘体的角分辨光电子能谱（ARPES）测量、密度泛函和模型紧束缚计算。Ba-214没有表现出其姊妹化合物Sr $_2$ IrO $_4$（Sr-214）中存在的IrO $_6$八面体的旋转畸变，因此是研究层状铱酸盐电子结构的有吸引力的参考材料。我们发现Ba-214和Sr-214的能带结构在性质上是相似的，暗示了自旋-轨道相互作用在这些材料中的主导作用。依赖于温度的ARPES数据表明，能隙持续远高于$T_N$，有利于莫特在斯莱特的情况下，这种化合物。
2013-10-08 cond-mat.str-el
Correlation induced electron-hole asymmetry in quasi-2D iridates
我们确定的Mott绝缘，反铁磁（AF）准2D铱酸盐，如Ba 2 IrO 4或Sr 2 IrO 4的基态的电荷（空穴或电子）的运动。我们表明，相关效应，计算自洽玻恩近似内，使空穴和电子的情况下非常不同。一个增加的电子形成一个自旋极化子，它非常类似于众所周知的铜酸盐，但一个去除的电子的情况要复杂得多。多体5d4组态的形式，可以是单重态和三重态的总角动量J和强烈影响AF子晶格之间的空穴运动。这不仅对解释准二维铱酸盐的（逆）光发射实验具有重要影响，而且还表明电子和空穴掺杂的铱酸盐中的相关物理是根本不同的。
2017-07-13 cond-mat.str-el
Square Lattice Iridates
在过去的几年里，Sr $_2$ IrO $_4$，一个单层成员的Ruddlesden-Popper系列铱酸盐，受到了广泛的关注，作为一个密切类似的铜酸盐高温超导体。虽然还没有关于超导性的确凿证据，但在电子和空穴掺杂的铱酸盐中已经再现了一系列显著的铜酸盐现象，包括赝能隙、费米弧和$d$波隙。此外，一些对称性破缺订单让人想起那些装饰的铜酸盐相图已被报道使用各种实验探针。我们讨论了Sr $_2$ IrO $_4$的电子结构如何通过强自旋-轨道耦合导致长期以来铜酸盐所特有的低能物理，铜酸盐和铱酸盐之间的相似性和差异是什么，以及这些如何通过将超导性的基本成分从围绕它的丰富现象中分离出来来推进高温超导性领域。最后，评述了基于铱酸盐系列的新型高温超导体的开发前景。
2019-02-13 cond-mat.str-el
Correlation effects and hidden spin-orbit entangled electronic order in parent and electron-doped iridates Sr$_2$IrO$_4$
高T $_c$铜酸盐的类似物长期以来一直在过渡金属氧化物中寻找。由于强的自旋-轨道耦合（SOC），$5d$钙钛矿铱酸盐Sr $_2$ IrO $_4$表现出与铜酸盐非常相似的低能电子结构。超导态是否存在，就像铜氧化物一样，需要理解相关的自旋轨道纠缠电子态。最近的实验发现，在母体和电子掺杂的铱酸盐中隐藏着秩序，其中一些与铜酸盐有惊人的相似之处，包括费米表面口袋，费米弧和赝能隙。本文研究了从能带理论导出的五轨道模型中的关联效应和无序效应。我们发现，实验观察结果是一致的$d$波自旋轨道密度波顺序，打破了一个联合的双重自旋轨道旋转的对称性，其次是晶格平移。当电子在Ir原子之间跳跃时，由于自旋过程，存在Berry相和元胞自旋通量，类似于量子自旋霍尔绝缘体中的位间SOC。相关的交错循环$J_\text{eff}=1/2$自旋电流可以通过自旋电子学中的自旋电流检测的先进技术来探测。这种电子秩序可以自发地从空间扩展的铱$5d$轨道之间的位间库仑相互作用中出现，将金属态转变为电子掺杂的准2D狄拉克半金属，这对最近的实验所建议的可能的超导态具有重要意义。
2017-10-25 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
Heisenberg-Kitaev model on hyperhoneycomb lattice
受最近实验的启发，我们研究了三配位Ir $_2$（Takagi et.这种材料的晶格几何形状，以及带有$J_{\rm eff}=1/2$矩的Ir $^{4+}$离子，表明Heisenberg-Kitaev模型可以有效地捕获系统在强耦合极限下的低能自旋物理。结合半经典分析，精确解和从费米子平均场论，我们发现，除了自旋液体，四个不同的磁有序相取决于参数制度。所有四个磁相--尼尔相、极化铁磁体相、斜条纹相和斜之字形相--都具有共线的自旋排序。三维Z $_2$自旋液体，它在一个扩展的参数范围内的Kitaev点周围的精确可解的延伸，具有一个变形费米圆（co-dimensions，$d_c=2$）的无隙马约拉纳模式。我们讨论了磁场和有限温度对不同阶段的影响，可能是相关的未来的实验。
2014-01-21 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
Spin-polaron fingerprints in the optical conductivity of iridates
Sorbonne Université（索邦大学）；Ecole Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）；Université de Toulouse（图卢兹大学）
研究通过自旋极子quasiparticles解释铁基氧化物光学导电性的双峰结构，结合动态均场理论和自洽Born近似验证了该模型的正确性。
2026-04-15 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
Effect of isoelectronic doping on honeycomb lattice iridate A_2IrO_3
本文从实验和理论上研究了（Na $_{1-x}$ Li $_{x}$）$_{2}$ IrO $_{3}$系列化合物。与迄今为止所认为的相反，仅对于$x\leq0.25$，该系统形成均匀的固溶体。对于更大的锂含量，如粉末X射线衍射，扫描电子显微镜和密度泛函理论计算所证明的，该系统显示出的兼容性间隙和相分离成一个有序的Na $_{3}$ LiIr $_2$ O $_{6}$相交替Na $_3$和LiIr $_2$ O $_6$平面，和一个富锂相接近纯锂$_{2}$ IrO $_{3}$。对于$x\leq 0.25$，我们观察到（1）随着Li掺杂直到$x=0.25$，$c/a$增加，尽管纯Li $_{2}$ IrO $_{3}$中的$c/a$小于Na $_{2}$ IrO $_{3}$中的$c/a$，以及（2）反铁磁有序温度$T_{N}$和有序矩逐渐降低。先前提出的磁量子相变在$x\approx 0.7$可能发生在一个多相区，其性质需要重新评估。
2014-06-15 cond-mat.str-el
Breakdown of magnetic order in the pressurized Kitaev iridate $β$-Li$_2$IrO$_3$
利用磁化强度、热膨胀、磁致伸缩和μ子自旋旋转（$μ$ SR）测量，以及压力下的单晶X射线衍射和从头计算，研究了Kitaev超蜂窝状铱酸盐$β$ -Li $_2$ IrO $_3$的温度-压力相图。$β$ -Li $_2$ IrO $_3$的Neel温度在初始压缩时以0.9 K/GPa的斜率增加，但是极化场$H_c$的减少反映了无公度阶的增长的不稳定性。在1.4 GPa下，有序态在一阶跃迁后分解，让位于一个新的基态，其特征是动态相关和冻结自旋的共存。在没有任何明显结构缺陷的情况下的这种部分冻结可能表明所产生的压力诱导自旋液体的经典性质，这是对压力下最近邻非对角交换$Γ$增加的观察结果。
2018-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Stability of the Antiferromagnetic State in the Electron Doped Iridates
铱酸盐如Sr $_2$ IrO $_4$由于在大的自旋轨道耦合驱动下形成Mott绝缘态而引起相当大的兴趣。然而，与长冈定理的预期相反，即单个掺杂空穴或电子在大U极限下破坏半填充哈伯德模型的反铁磁性（AFM）状态，反铁磁性在掺杂的铱酸盐中对于超过半填充的大掺杂剂浓度持续存在。利用正方晶格上的第三近邻（$t_1$，$t_2$，$t_3$，$U$）哈伯德模型对J $_{\rm eff}$ = 1/2态的紧束缚描述，研究了在强耦合极限下AFM态形成自旋螺旋态的稳定性.第三近邻相互作用$t_3$对于描述电子掺杂体系的费米面是非常重要的。在参数空间中的相图获得的AFM状态的稳定区域。我们的研究结果定性地解释了在电子掺杂的铱酸盐（如Sr $_{2-x}$ La $_x$ IrO $_4$），在许多实验中观察到的AFM状态的鲁棒性，其中AFM状态继续是稳定的，直到一个关键的掺杂剂浓度。
2018-04-17 cond-mat.str-el
Fragile magnetic order in the honeycomb lattice Iridate Na$_{2}$IrO$_3$ revealed by magnetic impurity doping
本文报道了Ru取代蜂窝晶格铱酸盐NaPDMATHABMM IrPDMATHABMN Ru $_{1-x}$ O $_3$（x = 0，0.05，0.1，0.15，0.2，0.3，0.5）单晶和多晶样品的结构、磁性和热性质的测量结果。本文用直流、交流磁化率和热容测量方法研究了Na $_2$ Ir $_x$ Ru $_{1-x}$ O $_3$的磁性演化。母体化合物Na $_2$ IrO $_3$是自旋-轨道驱动的莫特绝缘体，其约化磁矩序低于$T_N = 15$ ~K。在Ru取代的样品中，反铁磁长程态被自旋玻璃态所取代，即使对于最小的取代，这表明Na $_2$ IrO $_3$中的磁序是非常脆弱的。我们认为，这些行为表明最近邻磁交换的重要性，在母体Na $_2$ IrO $_3$。此外，所有样品均显示绝缘电传输。
2015-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dimensionality Driven Spin-Flop Transition in Layered Iridates
利用共振X射线衍射，我们观察到一个简单的c轴共线反铁磁结构的双层Sr $_3$ Ir $_2$ O $_7$，一个显着的对比，单层Sr $_2$ IrO $_4$与面内倾斜的时刻。基于微观模型的哈密顿量，我们表明，所观察到的自旋翻转转变作为一个功能的IrO $_2$层的数量是由于强烈的竞争层内和层间键方向的赝偶极相互作用的自旋轨道纠缠$J_{eff}$ =1/2时刻。有了这个，我们解开的起源各向异性交换相互作用的莫特绝缘体中的强自旋轨道耦合制度，这是关键的5 $d$过渡金属氧化物中提出的各种类型的非常规磁性。
2012-05-20 cond-mat.str-el
Mechanism of basal-plane antiferromagnetism in the spin-orbit driven iridate Ba2IrO4
通过从头算多体量子化学计算，确定了5-$d^5$ j $\approx$ 1/2层状材料Ba $_2$ IrO $_4$的对称各向异性强度.虽然计算出的各向异性耦合在几个meV的范围内，比类似的3d过渡金属化合物强几个数量级，海森堡超交换仍然定义了最大的能量尺度。从头计算结果表明，Ba $_2$ IrO $_4$的各个层提供了量子自旋1/2海森堡-罗盘模型在正方晶格上的一个紧密的实现.我们表明，实验观察到的基面反铁磁性可以占包括额外的层间相互作用和相关的有序无序量子力学效应，在类似于未掺杂的层状铜酸盐。
2014-02-14 cond-mat.str-el
Spin-orbit coupling driven insulating state in hexagonal iridates Sr3MIrO6 (M = Sr, Na and Li)
铱氧化物中的自旋轨道耦合（SOC）、电子关联效应和Hund耦合相互作用既相互合作又相互竞争，导致了铱氧化物的新颖性质、量子相位和非平凡拓扑电子行为。由于分离良好的IrO 6八面体接近立方晶场极限，六方铱酸盐Sr 3 MIrO 6（M = Sr，Na和Li）作为一个典型的模型系统，以调查潜在的物理性质，所产生的新的杰夫状态。基于密度泛函理论计算和格林函数方法，系统地研究了SOC对Sr 3 MIrO 6电子结构和磁性的影响.晶体场分裂结合相关效应不足以解释绝缘性质，但SOC相互作用是触发这些六方铱酸盐中绝缘基态的内在来源。IrO 6八面体几何连通性的降低导致了有效电子关联和SOC相互作用的增加，从而将六方铱酸盐从Sr 4 IrO 6中Ir 4+（5d 5）离子的低自旋Jeff = 1/2态（具有大的局部磁矩）调谐到Sr 3 NaIrO 6和Sr 3LiIrO 6中Ir 5+（5d4）离子的无磁矩的单重Jeff = 0态。理论计算结果与实验数据吻合较好，很好地解释了Sr 3 MIrO 6的磁性.
2018-07-04 cond-mat.str-el
Three dimensional quantum spin liquids in models of harmonic-honeycomb iridates and phase diagram in an infinite-D approximation
受最近合成的两种绝缘Li $_2$ IrO $_3$多晶型物的启发，其中$^{4+}$ $S_{eff}$ =1/2矩形成具有三重配位的3D（“谐波”）蜂窝结构，我们研究了所得$β$ -Li $_2$ IrO $_3$超蜂窝晶格和$γ$ -Li $_2$ IrO $_3$带状蜂窝晶格上的磁性汉密尔顿。实验测得的磁化率表明，Kitaev相互作用，预测理想的90 $^\circ$ Ir-O-Ir键，在这些材料中是相当大的。我们首先考虑纯Kitaev相互作用，这导致了一个完全可溶的三维量子自旋液体（QSL）与紧急马约拉纳费米子和Z $_2$通量环。与2D QSL不同，3D QSL对有限温度是稳定的，具有$T_c \approx |K|/100$。在包括海森堡耦合时，精确的溶解度丢失了。然而，通过注意到，最短的闭环$\ell$是相对较大的，在这些结构中，我们构建了一个$\ell\rightarrow \infty$近似通过定义模型的贝特格。在热力学极限下，使用张量网络状态和无限系统时间演化块抽取（iTEBD）算法，直接获得了该晶格上Kitaev-Heisenberg模型的相图。磁有序和缺口QSL阶段被发现，后者被确定的纠缠指纹。
2014-10-17 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
Two dimensional electron gas in the $δ$-doped iridates with strong spin-orbit coupling: La$_δ$Sr$_2$IrO$_4$
铱酸盐是目前相当大的兴趣，因为强大的自旋-轨道耦合，导致各种新的现象。使用密度泛函研究，我们预测的自旋轨道纠缠的二维电子气（2DEG）的形成$δ$掺杂的铱酸盐La $_δ$ Sr $_2$ IrO $_4$，其中一个单一的SrO层被LaO层取代。额外的La电子靠近$δ$掺杂层，部分占据了$J_{\rm eff}= 1/2 $上哈伯德带，从而使界面金属化.块体的磁性结构在界面附近被破坏，最靠近界面的Ir $_0$层变得无磁性，而下一层（Ir $_1$）继续保持块体的AFM结构，但磁矩降低。费米面由空穴袋和电子袋组成，位于两个不同的Ir层（Ir $_0$和Ir $_1$）中，两个载流子都来自$J_{\rm eff}= 1/2 $的上哈伯德带。在$δ$掺杂的界面处电子和空穴的存在表明不寻常的输运性质，从而导致可能的器件应用。
2019-02-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic excitations in double perovskite iridates La$_{2}$$\mathit{M}$IrO$_{6}$ ($\mathit{M}$ = Co, Ni, and Zn) mediated by 3$\mathit{d}$-5$\mathit{d}$ hybridization
通过在Ir $\mathit{L_{\mathrm{3}}}$边缘进行共振非弹性X射线散射（RIXS）测量，我们研究了一系列双钙钛矿铱酸盐单晶La $_{2}$ $\mathit{M}$ IrO $_{6}$（$\mathit{M}$ = Co，Ni，and Zn）中的低能元激发。在含有磁性3 $\mathit{d}$离子La $_{2}$ CoIrO $_{6}$和La $_{2}$ NiIrO $_{6}$的晶体中，分别观察到了$\sim$ 42（6）meV和$\sim$ 35（5）meV的几乎无色散的磁激发。相反，这种低能量的磁激发是不存在的La $_{2}$ ZnIrO $_{6}$中，其中3 $\mathit{d}$离子是非磁性的，这表明3 $\mathit{d}$ -5 $\mathit{d}$杂化这些双钙钛矿铱酸盐的磁性的重要性。在磁有序温度以上，磁激发被完全抑制，这表明使用简单的自旋哈密顿量来描述这些材料的磁性是不够的。
2022-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Finite-Temperature Phase Transition to a Quantum Spin Liquid in a Three-Dimensional Kitaev Model on a Hyperhoneycomb Lattice
我们提出了数值证据的存在下的有限温度（$T$）相变分离顺磁体和量子自旋液体在一个三维的Kitaev模型定义的超蜂窝晶格在强各向异性的限制，该模型被映射到一个有效的伊辛型模型，其中基本的激发包括翻转伊辛型变量的闭环。通过蒙特卡罗模拟分析这个有效模型，我们发现在有限的临界温度$T_c$下，存在从量子自旋液体到顺磁体的相变。我们还计算了原始量子自旋的磁性。我们发现磁化率在高于$T_c$时呈现一个宽峰，而在高$T$时服从居里定律，在低$T$时接近非零的范弗莱克型常数。尽管在$T_c$处磁化率连续变化，但其$T$导数在$T_c$处显示临界发散。我们还澄清了动力学自旋关联函数是动量无关的，但显示对应于离散激发的量子化峰。虽然相变伴随着没有明显的对称性破缺的伊辛型变量以及原始的量子自旋，我们从拓扑的观点来描述它。我们发现，通过定义的伊辛型变量的回路的磁通密度，过渡被解释为发生从零通量的量子自旋液体的非零通量顺磁体，后者具有库仑性质，由于当地的限制。的伊辛型变量的全局约束的作用进行检查，在二维循环模型中的结果进行比较。本文还讨论了我们的模型与金刚石晶格上的伊辛模型的对应关系。一个可能的相关性，我们的研究结果最近发现的超蜂窝化合物，$β$ -锂$_2$ IrO $_3$，提到。
2014-01-30 cond-mat.str-el
In-gap states and strain-tuned band convergence in layered structure trivalent iridate K0.75Na0.25IrO2
本研究通过理论计算揭示了三价铱酸盐K0.75Na0.25IrO2的非磁性Jeff=0态及能隙内态成因，并发现6%压缩应变可显著增强能带收敛以提升电导率，为其在纳米电子和热电领域的应用提供新见解。
2022-10-29 cond-mat.str-el
Fluorite-related iridate Pr$_3$IrO$_7$: Crystal growth, structure, magnetism, thermodynamic, and optical properties
重5 $d$金属氧化物，特别是铱酸盐中的自旋轨道耦合，由于其奇异的电子和磁性相的实现，近年来受到了极大的关注。在这里，我们报告的合成，结构，磁性，热力学和光学性质的三元铱酸Pr $_3$ IrO $_7$。用KF助熔剂法生长了Pr $_3$ IrO $_7$单晶。结构分析表明，Pr $_3$ IrO $_7$晶体为正交晶系，具有$Cmcm$对称性.电子能量损失谱研究表明Pr处于3+价态，这意味着Ir处于5+氧化态。在高、低磁场下测量的磁化强度数据在$M_{ZFC}$和$M_{FC}$之间没有表现出任何分叉，但在$T^*$ $\sim$ 10.4 K下观察到$M(T)$的一个弱峰。比热数据显示在$\sim$ 253 K和$\sim$ 4.8 K处有两个极大值。光学电导率$σ_1(ω)$谱显示了24个红外激活声子模，并揭示了尺寸为$\sim$ 500 meV的光学带隙$Δ_{OP}$的绝缘行为。在冷却过程中，随温度变化的反射率光谱揭示了八个额外的声子模式低于结构相变（$\sim$ 253 K）。在$T^*$附近观察到红外激活模频率的温度演化异常，表明系统中存在显著的自旋-声子耦合。
2022-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
