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
More bridging ligands activate direct exchange: the case of anisotropic Kitaev effective magnetic interactions
Institute for Theoretical Solid State Physics, Leibniz IFW Dresden（莱布尼茨德累斯顿铁电体物理研究所）；Max Planck Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体的研究）
研究揭示了桥联配体对Kitaev磁相互作用的影响，指出直接Coulomb交换在特定材料中可能同样重要，为磁性地面态工程提供了理论基础。
2025-10-05 cond-mat.str-el
Magnetic-field Induced Topological Transitions and Thermal Conductivity in a Generalized Kitaev Model
最近对Kitaev自旋液体候选材料的实验报道了热导率作为磁场函数的非单调行为，这导致了对其起源的相互矛盾的解释。受此启发，我们研究了广义Kitaev模型的热导率的磁场依赖性，该模型允许不同通量扇区之间的相变作为磁场的函数。随着磁场的增加，Majorana费米子的热导率呈现出“浸-凸”结构，这可能是Kitaev自旋液体不同通量扇区之间的跃迁或拓扑跃迁改变了同一通量扇区内的Majorana Chern数所致.结果表明，陈数的变化与磁场诱导的四马约拉纳-费米子相互作用密切相关。导热系数的非单调性在有限温度下出现，随着温度的降低而减弱。我们的模型提供了一个通用的机制Kitaev自旋液体开发非单调的磁场依赖性的热导率，而详细的比较现实的材料仍然是一个悬而未决的问题，为未来的调查。
2022-06-29 cond-mat.str-el
Dynamical and Topological Properties of the Kitaev Model in a [111] Magnetic Field
Kitaev模型表现出一种量子自旋液体，具有涌现的分数激发。我们研究了在[111]轴上耦合磁场的蜂窝晶格上的Kitaev模型。利用大规模矩阵乘积为基础的数值模型，我们确认了三个阶段的过渡在不同的场强取决于Kitaev交换的符号：一个非阿贝尔拓扑阶段在低场，一个神秘的中间制度只存在于反铁磁Kitaev交换，和场极化阶段。对于拓扑相，我们数值观察到预期的立方标度的差距和提取的非阿贝尔任意子的量子维数。此外，我们调查的拓扑和场极化相位的动力学签名使用矩阵乘积算子为基础的时间演化方法。
2018-12-05 cond-mat.str-el
Response and phase transition of a Kitaev spin liquid in a local magnetic field
研究了Kitaev自旋液体（KSL）对垂直于Kitaev蜂窝晶格的局域磁场的响应。局域磁场诱导自旋液体中磁通对的动态激发，系统可以用一般的粒子-空穴非对称相互作用共振能级模型来描述。磁通对的动力学激发关闭的自旋关联函数的频谱中的磁通间隙局部的无间隙的KSL，即使从微扰响应到一个弱的磁场。在微扰区之外，p-h不对称性与磁场竞争，并导致丰富的相图。此外，磁场打破了基态铁磁和反铁磁Kitaev耦合的规范等效性，并导致两种情况下的行为截然不同。反铁磁情况下，在磁化过程中经历一阶相变的极化状态，而铁磁情况下没有。这项研究可以推广到Kitaev模型在一个均匀的磁场，并可能有助于了解问题，在最近的实验KSL候选人。
2018-09-10 cond-mat.str-el
Destabilization of magnetic order in a dilute Kitaev spin liquid candidate
绝缘蜂窝状磁体$α$ $_{3}$表现出分数激发，这表明其接近Kitaev量子自旋液体（QSL）状态，然而，在$T=0$，脆弱的长程磁序来自哈密顿量中的非Kitaev项。自旋空位的形式的Ir $^{3+}$取代Ru被发现不稳定的长程序。Ru $_{1-x}$ Ir $_{x}$ Cl $_{3}$的中子衍射和体表征表明，随着$x$的增加，磁有序温度受到抑制，$x>0.3$不存在zizag磁有序的证据.非弹性中子散射表明，分馏激发的签名保持在整个范围内的$x$调查。因此，没有磁序的耗尽晶格具有类似自旋液体的基态，这可能表明Kitaev物理学在RuCl $_{3}$的磁稀释极限中的相关性。
2017-10-26 cond-mat.str-el
Topological quantum phase transitions of anisotropic AFM Kitaev model driven by magnetic field
采用有限温度Lanczos方法（FTLM）研究了$[001]$磁场作用下各向异性反铁磁（AFM）Kitaev模型的量子自旋液体（QSL）基态.在这个各向异性的AFM Kitaev模型与$K_{X}=K_{Y}$，$K_{X}+K_{Y}+K_{Z}=-3K$，和$K_{Z}<-K$，随着磁场的增加，有间隙的QSL经历了过渡到一个无间隙的QSL在$h_{c1}=gμ_{B}H_{z1}/K$，到另一个无间隙的QSL与$C_{6}$旋转对称的$h_{c2}$，和一个新的$U(1)$无间隙的QSL之间的$h_{c3}$和$h_{c4}$，分别。这表明，磁场可以使各向异性带隙或无带隙的量子光致发光首先转变为各向同性的$C_{6}$无带隙量子光致发光，然后使其经历与各向同性情况相似的演化。此外，临界磁场$h_{c1}$、$h_{c2}$、$h_{c3}$和$h_{c4}$随Kitaev耦合的增加而单调上升，这表明磁场可以应用于各向异性Kitaev材料的调制.
2021-11-01 cond-mat.str-el
The field-angle anisotropy of proximate Kitaev systems under an in-plane magnetic field
我们研究了近似Kitaev系统在面内磁场作用下磁激发的场角行为。采用精确对角化方法和线性自旋波理论，我们证明了极化相的磁激发能隙由$M$点的磁振子激发决定，并且在临界场极限附近，磁激发能隙相对于场方向具有强的各向异性.这种磁振子激发的比热具有与Kitaev模型中非阿贝尔自旋液相的预期各向异性行为定性相同的各向异性行为，并且实验观察到$α$ -RuCl $_3$中的中间相之一。
2021-10-14 cond-mat.str-el
Ferromagnetic Kitaev interaction and the origin of large magnetic anisotropy in $α$-RuCl$_3$
$α$ -RuCl $_3$作为Kitaev量子自旋液体的一种很有前途的候选物，正引起人们的广泛关注.然而，尽管进行了深入的研究，但关于这种材料物理学的基本相互作用的形式仍然存在争议。即使是Kitaev相互作用（Kitaev物理学中的键依赖各向异性相互作用）的符号也仍然存在争议，理论和实验研究的结果相互矛盾。对称非对角交换相互作用（称为$Γ$项）的意义是另一个有争议的问题。在这里，我们提出了共振弹性X射线散射数据，提供了明确的实验约束的两个领先的条款中的磁相互作用哈密顿量。我们表明，Kitaev相互作用（$K$）是铁磁的，和$Γ$长期是反铁磁的Kitaev相互作用和可比的大小。我们的研究结果也提供了一个自然的解释大各向异性的磁化率在$α$ -RuCl $_3$所产生的大$Γ$长期。因此，我们提供了一个重要的基础，了解的相互作用的基础上观察到的奇异的磁性行为的$α$ -RuCl $_3$。
2019-10-29 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
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
Magnetic field induced quantum phases in a tensor network study of Kitaev magnets
最近在Kitaev自旋液体的候选材料$α$ $_3$中发现了半量子化的霍尔热导率，这表明在外部磁场中存在高度纠缠的量子态。这种场致相位出现在低场锯齿形磁序和高场极化态之间。受这个实验的启发，我们研究了Kitaev磁体的理论模型中可能的场诱导量子相位，使用二维张量积网络方法或无限张量积态。在相图中，我们发现除了手征Kitaev自旋液体占据一小部分区域外，还存在各种量子基态。它们在外部磁场的中间窗口中形成了一个量子相位带，有点让人想起实验。我们讨论了这些结果的影响，鉴于实验和以前的理论研究。
2020-04-03 cond-mat.str-el
Strong effect of hydrogen order on magnetic Kitaev interactions in H$_3$LiIr$_2$O$_6$
最近有报道称，在H $_3$ LiIr $_2$ O $_6$中形成了量子液体，这是一种铱酸盐，被认为是Kitaev蜂窝模型的近似实现。为了验证这一论断，我们进行了详细的量子化学计算，以确定Ir矩之间的磁相互作用。我们发现，弱键依赖的铁磁Kitaev交换占主导地位的其他耦合，但仍然大大低于钠$_2$ IrO $_3$。这种减少是由层间物种的特殊位置引起的：去除Ir $_2$ O $_2$斑片旁边的氢阳离子使Kitaev交换在相应的Ir-Ir连接上增加了三倍以上。因此，任何氢有序的缺乏都会对磁相互作用产生剧烈影响，并强烈促进自旋无序。
2018-11-11 cond-mat.str-el
Ground State Properties of the Doped Kitaev-Heisenberg Chain: Topological Superconducting and Mott Insulating Phases Driven by Magnetic Frustration
University of Warsaw（华沙大学）；TU Wien（维也纳工业大学）；Technical University Dresden（德累斯顿工业大学）；Institute for Theoretical Solid State Physics, IFW Dresden（德累斯顿联邦材料研究所理论固态物理研究所）
研究掺杂Kitaev-Heisenberg链的基态性质，发现磁铁摩擦通过促进配对倾向，导致拓扑超导和Mott绝缘相的形成，揭示磁铁摩擦在超导和相互作用驱动绝缘相中的共同作用机制。
2026-03-31 cond-mat.str-el
Functional renormalization group study of the Kitaev-$Γ$ model on the honeycomb lattice and emergent incommensurate magnetic correlations
Kitaev蜂窝模型的理论诞生对量子自旋液体的实验研究产生了决定性的影响，使人们对具有键方向相互作用的材料的合成产生了前所未有的关注。许多Kitaev材料，这被认为是港口基态参数接近Kitaev自旋液体，已被调查以来。然而，在这些材料中，Kitaev相互作用经常与非对角$Γ$相互作用携手并进--两者的竞争可能会产生磁有序的基态。为了帮助未来的材料研究，我们研究了自旋1/2 Kitaev- $Γ$模型在蜂窝晶格上的相图。采用赝费米子泛函重整化群方法，直接操作在热力学极限和捕获的热和量子涨落的联合作用，我们揭示了存在的扩展参数制度与新兴的无公度磁关联在有限温度下。我们补充我们的结果与额外的计算上的有限圆柱几何形状的周期性边界条件的影响，调查的无公度的顺序，从而提供了一个角度对以前的数值研究有限系统。
2021-05-07 cond-mat.str-el
Kitaev honeycomb models in magnetic fields: Dynamical response and hidden symmetries
受最近关于反铁磁蜂窝Kitaev模型中场诱导中间相（IP）的报道的启发，该中间相可能是性质不同于Kitaev Z2相的自旋液体，我们提出了一个详细的数值研究的性质和动力响应（如动态自旋结构因子和共振非弹性x射线散射强度），该场诱导IP和相邻阶段的一个家庭的Kitaev-基于隐藏的对称性和对偶变换相关的模型。我们进一步表明，相同的场诱导IP可以出现在模型相关的$α$ -RuCl ${_3}$，表现出铁磁Kitaev耦合和额外的相互作用。在$α$ ${_3}$中，IP代表一个新的相，其可能独立于最近从热霍尔电导率测量报告的推定的场诱导（自旋液体）相。
2019-04-01 cond-mat.str-el
Proximate Kitaev system for an intermediate magnetic phase in in-plane magnetic fields
受近Kitaev系统$α$ -RuCl $_3$在磁场作用下的磁相变的启发，我们研究了具有铁磁最近邻Kitaev相互作用和反铁磁第三最近邻Heisenberg相互作用的最简单但本质的量子自旋模型.采用精确对角化和密度矩阵重整化群方法，我们证明了该模型显示了磁相变从锯齿形顺序阶段的自旋极化阶段通过一个中间阶段，在两种情况下，当一个面内磁场施加垂直于NN键方向和当一个面外的字段被施加，与实验观察符合得很好。此外，我们还验证了额外的对称非对角$Γ$相互作用和铁磁海森堡相互作用都可以抑制面内场的中间相。我们的结果提供了重要的线索，以确定相关的相互作用，在磁场诱导的磁相变的接近Kiteav系统。
2020-10-07 cond-mat.str-el
Review of honeycomb-based Kitaev materials with zigzag magnetic ordering
本文综述了具有锯齿磁序的蜂窝结构Kitaev材料，重点介绍了从锯齿结构演化而来的多-$\mathbf{k}$磁结构及其理论进展，并提供了单$\mathbf{k}$和多$\mathbf{k}$变体的详细晶体学信息。
2024-10-14 cond-mat.str-el
Robust non-Abelian spin liquid and possible intermediate phase in antiferromagnetic Kitaev model with magnetic field
本文研究了二维Kitaev蜂窝模型在磁场作用下的非阿贝尔拓扑手征自旋液相。通过结合密度矩阵重整化群（DMRG）和精确对角化（ED），我们研究了威尔逊圈算符的能谱、纠缠、拓扑简并和期望值，从而得到了强有力的表征.虽然铁磁（FM）Kitaev自旋液体已经被具有塞曼能量$H_*^\text{FM} \approx 0.02$的弱磁场破坏，但反铁磁（AFM）自旋液体保持稳健，直到大一个数量级的磁场，即$H_*^\text{AFM} \approx 0.2$。有趣的是，对于较大的领域$H_*^\text{AFM} < H < H_{**}^\text{AFM}$，观察到一个中间的无隙相，在第二次过渡到高场部分极化顺磁体。我们把这个丰富的相图，以及AFM Kitaev模型中手性拓扑相的显着稳定性，归因于磁场增强的强自旋轨道耦合和挫折的相互作用。我们的研究结果表明相关的RuCl $_3$在磁场下最近的实验。
2018-06-21 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
Magnetic thermal conductivity far above the Néel temperatures in the Kitaev-magnet candidate $α$-RuCl$_{3}$
我们研究了磁状态接近Kitaev蜂窝模型的$α$ $_{3}$的纵向热导率、自旋磁化率和磁比热。我们发现热导率的温度依赖性在100 K附近表现出一个额外的峰，该峰远高于声子峰温度（$\sim$ 50 K）。较高温度的峰值位置与Kitaev耦合的温度标度相当，而不是低于15 K的Néel温度。在本研究中使用的所有五个样品中观察到额外的热传导，并且发现其对$α$ $_{3}$的结构相变相当免疫，这表明其与声子不同的起源。结合磁比热的实验结果，我们的输运测量强烈地表明，在热导率的高温峰归因于巡游自旋激发与Kitaev耦合的$α$ -RuCl $_{3}$。磁热导率的动力学近似在100 K下产生$\sim$ 20 nm的平均自由程，这比最近的Ru-Ru距离（$\sim$ 3 nm）长得多，表明Kitaev耦合驱动的磁激发的长距离相干传播。
2017-05-14 cond-mat.str-el
Magnetic order and spin excitations in the Kitaev--Heisenberg model on the honeycomb lattice
本文研究了A_2IrO_3（A=Li，Na）化合物的准二维赝自旋1/2Kitaev-Heisenberg模型.自旋波激发谱，亚晶格磁化强度，和过渡温度计算在随机相位近似（RPA）为四个不同的有序相，观察到的参数空间的模型：反铁磁，条纹，铁磁，锯齿形相。的Néel温度和温度依赖性的亚晶格磁化强度进行了比较与实验数据Na 2 IrO 3。
2016-02-05 cond-mat.str-el
Magnetic Field Induced Competing Phases in Spin-Orbital Entangled Kitaev Magnets
自从在$α$ -RuCl $_3$中发现中子散射连续谱和半量子化霍尔热导率以来，Kitaev磁体中磁场诱导的量子自旋液体引起了人们极大的兴趣。在这项工作中，我们提供了一个半经典分析的相关理论模型的大系统尺寸，并比较结果与以前的研究与小系统尺寸的量子模型。我们发现了一系列竞争的磁性订单相当大的单位细胞在中间磁场，这是最有可能错过了以前的方法。我们表明，量子涨落通常是强的，在这些大的单位细胞的订单，而他们的磁激发可能类似于一个散射连续，并引起一个大的热霍尔电导率。我们的工作为深入研究Kitaev磁体中的新兴自旋液体和竞争相提供了重要基础。
2019-06-11 cond-mat.str-el
Weak-field induced nonmagnetic state in a Co-based honeycomb
层状蜂窝磁体是Kitaev量子自旋液体（KQSL）的潜在实现，KQSL是一种具有长程自旋纠缠和精确可解哈密顿量的量子态。传统的磁有序态存在于所有目前已知的候选材料中，然而，因为哈密顿量中的非Kitaev项模糊了Kitaev物理。目前的实验研究的KQSL集中在4D或5D过渡金属为基础的蜂窝，其中强自旋轨道耦合可以预期，产生Kitaev相互作用，占主导地位的施加磁场。相比之下，对于基于3d的层状蜂窝磁体，自旋轨道耦合较弱，因此Kitaev物理学应该基本上不太容易获得。在这里，我们报告我们的研究BaCo 2（AsO 4）2，我们发现，与非Kitaev相互作用的磁序可以完全抑制由一个相对较低的磁场，产生一个非磁性材料，并意味着存在强的磁挫和弱的非Kitaev相互作用。
2019-10-18 cond-mat.str-el
Electric-field control of magnetic anisotropies: applications to Kitaev spin liquids and topological spin textures
本文发展微观理论，证明直流电场可通过自旋轨道耦合调控磁性Mott绝缘体的磁各向异性，在Kitaev材料中诱导拓扑相变并操控斯格明子等拓扑自旋纹理。
2024-03-14 cond-mat.str-el
Phase Diagrams of Kitaev Models for Arbitrary Magnetic-Field Orientations
Kitaev模型是一个严格可解的量子自旋模型，其语言是受约束的实费米子。尽管沿着特殊的磁场方向进行了大量的研究，但关于完整的场角表征的知识有限，这可以提供关于存在分数激励的有价值的信息。为此，我们首先扩展了以前的铁磁Kitaev模型的反铁磁版本的场角响应的研究。然而，候选Kitaev材料的现实描述，在边共享八面体范例，需要额外的耦合项，包括一个大的非对角项$Γ$以及可能的各向异性校正$Γ_p$。因此，这是不够的，依赖于裸露的Kitaev模型的拓扑特性作为唯一的源所观察到的热霍尔电导率信号和理解这些扩展Kitaev模型与一个完整的字段响应是必需的。从实际的K-$Γ$- $Γ_p$模型的零场相图出发，我们识别出反铁磁之字形和（部分）极化相以及两个不寻常的Kitaev（- $Γ$）自旋液相。这些相位对于任意场取向的磁场响应提供了非常丰富的相图。在两个有序相之间存在一个部分极化相，这两个有序相具有抑制的磁化强度、有限的分形和有限的陈氏数。该相的特征在于扩展的Kitaev- $Γ$自旋液体。为了符合我们的研究结果与实验，我们重现的不对称性的程度的中间阶段，特别是对于两个不同的字段方向$θ= \pm 60^o$。
2022-02-12 cond-mat.str-el
Majorana-Magnon Crossover by a Magnetic Field in the Kitaev Model: Continuous-Time Quantum Monte Carlo Study
Kitaev量子自旋液体通过自旋的分馏来承载Majorana费米子。在磁场中，马约拉纳费米子被预言为拓扑态，半量子化霍尔热导率的发现引起了人们的极大关注。然而，一个可靠的理论仍然难以捉摸的场效应，特别是在有限的温度。在这里，我们提出了无偏的大规模数值计算结果的Kitaev模型在很宽的范围内的磁场和温度。我们发现，非常规的顺磁区域显示分数自旋动力学扩展在有限的温度下，远远超出了预期的拓扑状态在零温度下的字段范围。我们的结果显示了分数Majorana激发和常规磁振子之间的限制-解除限制行为。
2020-03-11 cond-mat.str-el
Identification of a Kitaev Quantum Spin Liquid by Magnetic Field Angle Dependence
量子自旋液体实现了局域自旋的大质量纠缠和分数准粒子，被认为是量子科学和技术的一条途径。特别是在Kitaev量子自旋液体的非阿贝尔相中，提出了拓扑量子计算的建议，而Majorana费米子的探测是现代凝聚态物理中最突出的问题之一.在这里，我们提出了一个具体的方法来识别非阿贝尔Kitaev量子自旋液体的磁场角度依赖。拓扑保护的临界线存在于磁场角平面上，其形状由微观自旋相互作用决定。手征性算子在证明临界线的微观依赖性方面起着关键作用。我们还表明，手征性算子可以用来评估的非阿贝尔Kitaev量子自旋液体的拓扑性质，而不依赖于马约拉纳费米子描述。为今后的实验提供了非阿贝尔自旋液态的实验判据。
2022-01-15 cond-mat.str-el
Signatures of magnetic-field-driven quantum phase transitions in the entanglement entropy and spin dynamics of the Kitaev honeycomb model
我们的主要问题是如何探测量子自旋液体（QSL）的分数激发，例如，在Kitaev蜂窝模型。通过对能谱和纠缠熵的分析，我们发现在反铁磁耦合和场沿[111]或[001]方向的情况下，非阿贝尔Kitaev QSL和极化相位之间夹着一个无隙的QSL相位.增加对极化极限的磁场强度破坏了这个中间QSL阶段，导致在相当大的减少的频率模式的数量和出现的局部动力学相关性，可能在泵探测实验中观察到的拍频模式。
2019-04-30 cond-mat.str-el
Magneto-Optical Study of Chiral Magnetic Modes in NiI$_{2}$: Direct Evidence for Kitaev Interactions
本文通过磁光测量证明范德瓦尔斯多铁性材料NiI₂的磁激发谱更符合Kitaev自旋模型而非螺旋自旋框架，为Kitaev相互作用在真实材料中的存在提供了直接证据。
2025-11-08 cond-mat.str-el
Heisenberg-Kitaev model in a magnetic field: $1/S$ expansion
Kitaev的自旋- $1/2$蜂窝状自旋-液体模型的精确解引发了对具有键依赖Kitaev相互作用的莫特绝缘体的强烈搜索，其中$\mathrm{Na}_{2}\mathrm{IrO}_{3}$和$α-\mathrm{RuCl}_{3}$是主要的例子。随后，已经提出Kitaev相互作用的自旋- $1$和自旋- $3/2$类似物也可以发生在具有强自旋-轨道耦合的材料中。作为描述这些Kitaev材料的最小模型，我们在一致的$1/S$展开中研究了Heisenberg-Kitaev哈密顿量，其中$S$是自旋大小。我们提出了一个全面的研究这个模型中存在的外部磁场沿两个不同的方向，[001]和[111]，其中一个复杂的经典相图已被报道。在这两种设置中，我们采用自旋波理论在一些有序的阶段计算在下一个领先的顺序在$1/S$的相边界，并表明量子校正大幅修改经典相图。更广泛地说，我们的工作提供了一个一致的路线，调查领先的量子修正自旋模型，打破自旋旋转对称性。
2020-11-03 cond-mat.str-el
Kitaev-Heisenberg model in a magnetic field: order-by-disorder and commensurate-incommensurate transitions
我们在蜂窝Kitaev-Heisenberg模型中对场致磁相进行了理论研究，该模型被认为描述了具有强自旋-轨道耦合的莫特绝缘体如$A_2$ IrO $_3$和$α$ -RuCl $_3$的基本物理.通过大量的蒙特卡罗模拟和解析计算，得到了有限温度下的相图。我们发现，虽然塞曼耦合有利于对称的非共面磁秩序，热波动提高了稳定性的共线锯齿形相位，打破了晶格的旋转对称性。我们的大规模模拟还发现了有趣的高场下的无公度跃迁和多个$\mathbf Q$无公度相。实验的影响进行了讨论。
2016-11-10 cond-mat.str-el
Spin-glass state and reversed magnetic anisotropy induced by Cr doping in the Kitaev magnet $α$-RuCl$_3$
研究取代系列Ru $_{1-x}$ Cr $_x$ Cl $_3$的磁性以确定从具有$J_{\rm eff} = 1/2$磁性Ru $^{3+}$离子的各向异性Kitaev磁体$α$ -RuCl $_3$到具有$S = 3/2$磁性Cr $^{3+}$离子的各向同性海森堡磁体CrCl $_3$的演变。单晶的磁化强度测量结果显示，在掺杂下的磁各向异性的逆转，我们认为，从各向异性Kitaev和非对角相互作用之间的竞争产生的Ru-Ru链接和近似各向同性的Cr-Ru和各向同性的Cr-Cr相互作用。此外，结合磁化强度，交流磁化率和比热测量清楚地表明，在有利于自旋玻璃状态的Ru $_{1-x}$ Cr $_x$ Cl $_3$的低掺杂的$x\backsimeq0.1$的$α$ -RuCl $_3$的长程磁序的不稳定。相应的冻结温度作为Cr含量的函数，在$x\backsimeq0.45$附近显示出宽的最大值。
2019-07-01 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
Stability of ordered and disordered phases in the Heisenberg-Kitaev model in a magnetic field
$S=1/2$ Kitaev蜂窝模型作为量子自旋液体基态的一个精确可解的例子引起了人们的广泛关注。在一个适当定向的外部磁场，手性马约拉纳边缘模式与量子化的热霍尔电导出现，和一个独特的自旋无序相出现在中间的磁场强度，低于极化相。然而，由于Kitaev磁性的物质实现总是显示竞争交换相互作用，这些外来的相位相对于额外的耦合的稳定性是一个关键问题。本文报道了在[001]和[111]方向上施加磁场的海森堡-基塔耶夫模型的24格点精确对角化研究。通过映射模型的全相图和对比最近的非线性自旋波计算的结果，我们表明，这两种方法一致，从而建立量子校正大大修改经典相图。此外，我们发现，在[111]场中，中间场自旋无序相对海森堡相互作用是非常稳定的，并且可能在一个新的量子三临界点结束。
2021-11-22 cond-mat.str-el
Magnetic-field induced melting of long-range magnetic order akin to Kitaev insulators in the metallic compound Tb5Si3
本研究通过实验证明，金属化合物Tb5Si3中的长程磁有序可在临界磁场下被完全抑制，表现出类似Kitaev绝缘体的行为，为探索量子自旋液体提供了新平台。
2023-04-20 cond-mat.str-el
Theory of the field-revealed Kitaev spin liquid
在高纠缠态如量子自旋液体中的基元激发可能会表现出奇异的统计特性，不同于基本玻色子和费米子所服从的统计特性。被称为非阿贝尔任意子的激发被预测存在于Kitaev自旋液体中-Kitaev在大约十年前提出的一个精确可解模型的基态。最近在$α$ -RuCl $_3$中报道了这种非阿贝尔任意子的确凿证据，即半整数量子化的霍尔热导率。虽然令人着迷，但在$α$ -RuCl $_3$中这种现象的微观理论仍然难以实现，因为纯Kitaev相无法捕获这些出现在中间磁场中的任意子。在这里，我们提出了一个微观理论的Kitaev自旋液体之间出现的低场和高场状态。这一结果的关键是反铁磁的非对角对称相互作用，允许Kitaev自旋液体突出的纯铁磁Kitaev极限下的磁场。这个通用的模型捕捉到一个字段显示Kitaev自旋液体，并显示出强烈的各向异性的场效应。当磁场垂直于蜂巢平面时，非阿贝尔任意子Kitaev自旋液体的一个宽区域被预测。
2019-01-28 cond-mat.str-el
Magnetic anisotropy in the Kitaev model systems Na2IrO3 and RuCl3
研究了扩展的Kitaev-Heisenberg模型中与强自旋轨道耦合蜂窝晶格磁体相关的有序矩方向。我们利用数值对角化和分析使用一组特定的自旋相干态的确切的集群基态，从而获得超越传统的微扰方法的磁各向异性的量子校正。结果发现，量子涨落强烈地修改了在经典水平上获得的力矩方向，因此对于精确量化相互作用至关重要。结果表明，在实际材料中，弯矩方向是模型参数的敏感探针。专注于实验相关的锯齿形阶段的模型，我们分析了目前可用的中子和共振X射线衍射数据Na 2 IrO 3和RuCl 3，并讨论这些Kitaev海森堡模型系统的参数制度合理。
2016-08-10 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
Low temperature enhancement of ferromagnetic Kitaev correlations in α-RuCl3
在蜂窝状材料$α$ -RuCl 3中出现了相邻磁矩之间的Kitaev型相互作用。然而，这些Kitaev相互作用是否是铁磁性或反铁磁性的争论。与电子能量损失谱（EELS），我们研究了最低的激发整个莫特-哈伯德间隙，其中涉及的d4三重态的最终状态，因此是敏感的最近邻自旋自旋相关。在低温下，这些三重态的光谱权重强烈增强，根据光学数据。我们表明，磁关联函数，确定此EELS光谱权重是直接相关的Kitaev型自旋-自旋相关器和温度依赖性同意非常好的微观磁哈密顿量的结果$α$ -RuCl 3与铁磁Kitaev耦合。
2017-09-08 cond-mat.str-el
Fingerprints of Kitaev physics in the magnetic excitations of honeycomb iridates
在寻求实现量子自旋液体的过程中，对Kitaev材料--具有强键方向交换的自旋轨道纠缠莫特绝缘体--的探索占据了中心舞台。然而，在这些材料中，局部自旋-轨道j=1/2矩通常在低温下显示长程磁序，从而对抗自旋液体基态的形成。使用共振非弹性X射线散射（RIXS），我们在这里报告一个近似的自旋液体制度与明确的指纹Kitaev物理在蜂窝状铱酸盐的α-Li 2 IrO 3和Na 2 IrO 3的磁激发。我们观察到一个广泛的连续的磁激发，持续到至少300 K，超过一个数量级大于磁有序温度。通过对共振行为的分析，我们证明了这种连续介质的磁性特征。RIXS测量的动态结构因子的能量内的连续显示，动态自旋-自旋相关性仅限于最近的邻居。值得注意的是，这些光谱观测也存在于磁有序状态的激发能以上的传统磁振子激发。现象学上，我们的数据同意非弹性中子散射结果相关的蜂窝状化合物RuCl 3，建立一个共同的基础，在这些材料中的一个接近Kitaev自旋液体制度。
2019-05-31 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
Symmetry analysis of bond-alternating Kitaev spin chains and ladders
本文研究了具有键交替的广义Kitaev自旋链和自旋梯的非对称群结构，包括Kitaev-Gamma链、Kitaev-Heisenberg-Gamma链、超近邻相互作用和两腿自旋梯.应用对称性分析确定了键交替Kitaev-Gamma自旋链中几个磁有序相的对称性破缺模式，以及自发二聚的二聚序参量.我们的工作有助于理解相关模型中的磁相，并可能为进一步研究平均场解的对称性分类提供指导。
2022-03-25 cond-mat.str-el
Correlation effects on the magnetization process of the Kitaev model
利用变分蒙特卡罗方法研究了Kitaev蜂窝模型在磁场中的磁化过程。我们的试探波函数是一个广义的Bardeen-Cooper-Schrieffer波函数，它与Jastrow相关因子，它精确地描述了Kitaev模型的基态在零磁场使用乔丹-维格纳（JW）变换。我们发现反铁磁Kitaev耦合有两个相变，而铁磁Kitaev耦合只有一个相变。对于反铁磁Kitaev耦合，我们还发现在Kitaev自旋液体到中间态的转变点处，JW费米子的动量分布拓扑发生了变化。我们的数值结果表明，Kitaev自旋液体和全极化相之间的中间状态稳定存在于二维的反铁磁Kitaev耦合反对多体关联的体系统。
2020-01-28 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
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
Field-angle dependence of thermal Hall conductivity in magnetically ordered Kitaev-Heisenberg system
本研究针对磁场下的Kitaev-Heisenberg模型，借助自旋波理论分析自旋波拓扑性质并计算热霍尔电导率，明确了其场角依赖规律与自旋构型、磁振子能隙的关联，以及非对角自旋相互作用对相关特征的影响。
2021-05-07 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
Unveiling Non-Kitaev Interactions and Field-Angle Dependence in Topological Magnon Transport of $α$-RuCl$_3$
本研究利用自旋波理论探讨 $α$-RuCl$_3$ 在外磁场极化态下的拓扑磁激发，揭示横向热霍尔电导率和自旋能斯特系数对磁场方向及 $JKΓΓ'$ 模型参数的显著依赖性，为识别有效哈密顿量提供理论框架。
2024-11-05 cond-mat.str-el
Tuning the magnetic properties of Kitaev materials via the antiferromagnetic proximity effect: Novel phases and application to an $α$-RuCl$_3$/MnPS$_3$ bilayer
Arizona State University（亚利桑那州立大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology（慕尼黑量子科学与技术中心）
通过反铁磁近邻效应调控Kitaev材料的磁性，发现新相态，应用于α-RuCl₃/MnPS₃双层结构。
2026-10-26 cond-mat.str-el
Floquet engineering of Kitaev quantum magnets
近年来，人们一直在积极寻找实现Kitaev量子自旋液体模型的材料。一些具有强自旋轨道耦合的边缘共享化合物，如RuCl $_3$和铱酸盐，已经被提出来实现该模型。然而，从与这些化合物相关的微观模型导出的有效自旋哈密顿量通常包含与量子自旋液体相反的项。这与这些材料的零磁场基态通常是磁有序的事实一致。这是一个紧迫的问题，以确定协议驱动系统的Kitaev量子自旋模型的极限。在这项工作中，我们提出Floquet工程的这些Kitaev量子磁体耦合材料的圆偏振激光。我们证明，所有的磁相互作用可以在原位调谐的振幅和频率的激光，从而提供了一种途径来稳定Kitaev量子自旋液体相。
2021-11-02 cond-mat.str-el
Order-by-disorder and magnetic field response in Heisenberg-Kitaev model on a hyperhoneycomb lattice
研究了三维超蜂窝晶格上Heisenberg-Kitaev模型的有限温度相图。利用半经典分析和经典蒙特卡罗模拟，我们研究了量子和热有序无序，以及磁有序温度。我们发现的参数制度，量子和热涨落有利于不同的磁秩序，这导致一个额外的有限温度相变内的有序相。然而，这种转变，发生在一个相对较低的温度和熵的影响可能占主导地位的有限的温度区域低于有序温度。此外，我们探讨了磁化过程中存在的磁场，并发现自旋触发器的转变是敏感的外加磁场的方向。我们讨论了我们的结果对未来实验的影响，如最近发现的β-Li 2 IrO 3超蜂窝晶格系统。
2013-09-26 cond-mat.str-el
Proximate quantum spin liquids and Majorana continua in magnetically ordered Kitaev magnets
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与工程中心）
研究接近Kitaev量子自旋液体的磁有序相的自旋激发谱，通过Majorana部分子理论分析Order-by-Disorder效应，并发现高能多自旋子连续谱机制，验证了Kitaev材料α-RuCl3的zigzag基态与实验一致。
2026-04-06 cond-mat.str-el
Field induced quantum spin liquid with spinon Fermi surfaces in the Kitaev model
最近在$α$ $_3$中发现了场诱导量子自旋液体（QSL）的实验证据，这需要对磁场作用下蜂窝Kitaev模型基态的理解.在这项工作中，我们解决了一个神秘的无隙顺磁相的反铁磁Kitave模型的性质，在一个中间磁场垂直于平面。结合理论和数值计算的努力，我们确定这个无隙相作为一个$U(1)$ QSL与自旋费米表面。我们还揭示了连续的量子相变的性质，涉及这个$U(1)$ QSL，并获得了作为键各向异性和垂直磁场的函数的Kitaev模型的相图。
2018-10-02 cond-mat.str-el
