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
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
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
Magnetic versus nonmagnetic polymorphs of RuBr$_3$ under pressure
本研究利用高压X射线衍射等技术揭示了$α$-RuBr$_3$在压力下的结构与磁性演化，发现静水压缩引发磁性崩溃并使其偏离Kitaev极限，同时稳定了共线zigzag态。
2024-06-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-dependent magnetism of the Kitaev candidate Li$_2$RhO$_3$
通过压力磁化测量与理论计算，发现Li$_2$RhO$_3$的磁性由铁磁$K_1$与反铁磁$Γ_1$竞争主导，且小$J_3$使其区别于其他Kitaev候选材料。
2025-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin interaction and magnetism in cobaltate Kitaev candidate materials: an $ab$ $initio$ and model Hamiltonian approach
在寻找承载Kitaev自旋液体的材料时，大部分努力都集中在第四和第五行过渡金属化合物上，它们是自旋轨道耦合辅助的莫特绝缘体。本文研究了三种过渡金属氧化物：Na $d$ Co $_2$ TeO $_6$和Na $_3$ Co $_2$ SbO $_6$的结构和磁性。在前化合物中的钠的部分占用使用集群扩展解决，并发现钠的蜂窝晶格是积极的青睐。从\textit{ab initio}的能带结构出发，利用多体二阶微扰理论导出了赝自旋- $\frac{1}{2}$的哈密顿量，并估算了磁相互作用.我们表明，实验观察到的锯齿形磁态是稳定的，只有当第一邻居Kitaev耦合占主导地位的海森堡项，这两个高度抑制由于存在的$e_g$轨道。第三邻居海森堡相互作用被发现在这两个化合物占主导地位。通过改变电子-电子和自旋-轨道相互作用，我们还给出了Na $_2$ Co $_2$ TeO $_6$相图。计算的自旋激发谱捕捉到了最近实验磁振子谱的基本特征，支持了我们的结果。
2022-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Halogen control of magnetic competition in Kitaev candidate Ru$X_3$ ($X =$ Cl, Br)
Tohoku University（东北大学）；Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）；Chiba University（千叶大学）
研究通过第一性原理计算构建有效赝自旋模型，探究卤化物对Ru$X_3$磁竞争的调控，发现RuBr$_3$万尼尔轨道更扩展、层间交换作用更强，轨道依赖库仑各向异性减小能量差，阐明了卤化物取代控制磁竞争的机制。
2026-07-15 cond-mat.str-el
Beyond Kitaev exchange: $Γ'$-driven magnetism in Ag$_3$LiRh$_2$O$_6$
Felix Bloch Institute for Solid-State Physics, University of Leipzig（莱比锡大学菲利克斯·布洛赫固体物理研究所）；Technical University of Munich, TUM School of Natural Sciences, Physics Department（慕尼黑工业大学自然科学学院物理系）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Department of Physics and Center for Functional Materials, Wake Forest University（维克森林大学物理与功能材料中心）；Department of Physics, Loughborough University（拉夫堡大学物理系）；Blackett Laboratory, Imperial College London（帝国理工学院布莱克特实验室）
该研究通过多种计算方法揭示Ag₃LiRh₂O₆中存在仅次于K₁的Γ₁'非对角交换，解释其磁特性并预测磁振子能带拓扑，为扩展Kitaev模型提供新方向。
2026-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay of magnetism and dimerization in pressurized Kitaev material $β$-Li$_2$IrO$_3$
测量了多晶$β$ -Li $_2$ IrO $_3$在3~GPa静压下的磁化强度，并绘制了该材料的温度-压力相图。我们的数据证实，磁秩序打破了一级相变在$p_{\rm{c}}$ $\approx$ 1.4 GPa，并进一步揭示了一个阶梯状的功能-结构二聚化的磁性签名-出现在$p_{\rm{c}}$和移动到更高的温度后，进一步压缩。继L. S. I. Veiga等人[Phys. Rev. B 100，064104（2019）]，我们认为在$p_{\rm{c}}$上方形成了具有磁性和非磁性Ir $^{4+}$位点混合物的部分二聚相。根据我们的从头计算，该相在1.7和2.7~GPa之间是热力学稳定的。它限制了磁性Ir $^{4+}$网站弱耦合四聚体与单重基态，没有长程磁序。我们的结果排除了在$β$ IrO $_3$中压力诱导自旋液相的形成，揭示了Kitaev材料中磁塌缩相变的特殊性.我们还表明，压力处理的$β$ IrO $_3$施加的压缩应变增强了100~K磁异常在环境压力下的签名。
2021-10-25 cond-mat.mtrl-sci 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
Spin-orbit coupling controlled two-dimensional magnetism in chromium trihalides
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；University of Toronto（多伦多大学）；National High Magnetic Field Laboratory, Florida State University（佛罗里达州立大学国家高磁场实验室）
本文通过铁磁共振光谱研究了铬三卤化物中的 Kitaev 交换相互作用，揭示了自旋-轨道耦合对二维磁性的影响。
2026-01-05 cond-mat.mtrl-sci 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
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
Hyper-honeycomb iridate $β$-Li2IrO3 as a platform for Kitaev magnetism
Kitaev自旋液体的实现，其中蜂窝晶格上的自旋通过依赖于键的各向异性相互作用铁磁耦合，一直是人们梦寐以求的梦想。具有Jeff = 1/2矩的蜂窝晶格的5d铱氧化物$α$ -Li 2 IrO 3和$α$ -Na 2 IrO 3最近出现作为可能的物质化。然而，没有捕捉到强烈的Kitaev物理学特征。在这里，我们报告了一个复杂的铱氧化物$β$ -Li_2IrO_3的杰夫= 1/2矩的“超蜂窝”晶格，蜂窝晶格的三维模拟的发现。正居里-外斯温度$θ_{CW}$ ~ 40 K表明在$β$ -Li 2 IrO 3中Jeff = 1/2磁矩之间存在铁磁相互作用。在T_c = 38 K时，观察到了具有小熵变的磁有序，当施加仅为3 T的磁场时，磁有序转变为Jeff = 1/2矩的全极化态.这些结果意味着超蜂窝状β-Li 2 IrO 3位于Kitaev自旋液体附近。
2014-03-13 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
Active orbital degree of freedom and potential spin-orbit-entangled moments in Kitaev magnet candidate BaCo$_2$(AsO$_4$)$_2$
Kitaev自旋液相的候选材料由于其在容错量子计算中的潜在应用而成为近年来研究的热点。虽然Kitaev自旋液体的研究主要集中在4-$d$和5-$d$基过渡金属化合物中，但近年来Co基准二维蜂窝磁体的研究兴趣越来越大，例如BaCo $_2$（AsO $_4$）$_2$，因为在Co $^{2+}$位上形成了自旋轨道纠缠的$J_{\rm eff}$ = 1/2赝自旋矩，并可能实现Kitaev-就像磁场一样在这里，我们获得了高精度的晶体和电子结构的BaCo $_2$（AsO $_4$）$_2$通过采用相结合的密度泛函和动力学平均场理论计算，正确地捕捉莫特绝缘性质的目标系统。我们发现，钴$^{2+}$离子形成一个高自旋配置，$S=3/2$，与一个积极的$L_{\rm eff}=1$轨道自由度，在没有自旋轨道耦合。发现CoO $_6$八面体内三角畸变的大小不足以完全淬灭轨道自由度，因此自旋-轨道耦合的存在可以引起自旋-轨道纠缠矩和Kitaev交换相互作用的形成。我们的发现支持了最近的研究潜在的Kitaev磁性在这种化合物和其他钴基层状蜂窝系统。
2022-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crystal structure and magnetism in $α$-RuCl3: an ab-initio study
$α$ -RuCl $_3$最近被提出作为一个很好的操场上探索Kitaev物理的二维（2D）蜂窝晶格。然而，该化合物的结构澄清尚未完成，这对于理解该系统的物理性质至关重要。本文采用{ \it ab-initio}电子结构计算方法，研究了$α$ -RuCl $_3$的全三维（3D）结构，包括自旋轨道耦合（SOC）和电子关联的影响.主要结果如下：i）SOC抑制了Ru原子的二聚化，这存在于其他Ru化合物如同构Li $_2$ RuO $_3$中，使蜂窝更接近理想的。ii）$j_{\rm eff}$ =1/2赝自旋之间的最近邻Kitaev交换相互作用强烈地依赖于Ru-Ru距离和Cl位置，这源于边共享几何的性质。iii）不具有电子相关性的优化的3D结构具有独立于SOC的$P{\bar 3}1m$空间群对称性，但是包括电子相关性在0.1 meV/公式单位（f.u.）内将优化的3D结构改变为$C2/m$或$Cmc2_1$。能量差所报道的$P3_112$结构在能量上也是接近的。层间自旋交换耦合是面内自旋交换项的百分之几，证实$α$ $_3$接近于2D系统。我们进一步提出了如何通过拉伸应变来增加Kitaev项，这为在该体系中实现Kitaev自旋液相提供了新的思路。
2016-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
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
Possible Kitaev Quantum Spin Liquid State in 2D Materials with S=3/2
量子自旋液体（QSL）形成了一种极不寻常的磁性状态，在这种状态下，自旋高度相关，并在最低温度下相干波动，但没有对称性破缺，也没有形成任何静态的长程有序磁性。这些有趣的现象不仅本身具有重要的根本意义，而且还为量子计算和量子信息带来了希望。在不同类型的QSL中，精确可解的Kitaev模型引起了人们的广泛关注，大多数提出的候选材料，例如，RuCl $_3$和Na $_2$ IrO $_3$，具有有效的$S$ =1/2自旋值。在这里，通过广泛的第一性原理为基础的模拟，我们报告的Kitaev物理和可能Kitaev QSL状态在外延应变铬基单层，如CrSiTe $_3$，而不是拥有一个$S$ =3/2的自旋值的调查。因此，我们的研究扩展了Kitaev物理和QSL的操场3 $d$过渡金属化合物。
2020-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Two-orbital $e_g$ model with bond-dependent spin-orbit coupling: A playground for emergent band topology, Kitaev magnetism, and magnetoelectricity
University of Toronto（多伦多大学）；S.N. Bose National Centre for Basic Sciences（S.N. Bose基础科学国家中心）
基于镍二卤化物 Ni$X_2$ 的电子结构，提出低能双轨道 $e_g$ 模型，包含由配体原子自旋轨道耦合驱动的键依赖自旋轨道项，展示了非相互作用带中的拓扑带和更高阶拓扑态，以及半填充莫特绝缘体中的 Kitaev 交换相互作用和磁电效应。
2026-06-01 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
Kitaev interactions of the spin-orbit coupled magnet UO2
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
UO₂的磁性漫散射研究揭示其磁相互作用类似于Kitaev模型，表明f电子磁性离子可能成为实现Kitaev磁性的候选材料。
2025-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Signatures of Kitaev interactions in the van der Waals ferromagnet VI3
本文通过高分辨率非弹性中子散射测量范德华铁磁莫特绝缘体 VI3，发现其动量空间中高度各向异性的磁激发可由具有大键依赖 Kitaev 相互作用的模型解释，为探索 Kitaev 物理开辟了新途径。
2024-12-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergence of quantum spin liquid and spin-flop phase in Kitaev antiferromagnets in a [111] magnetic field
College of Physics, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（南京航空航天大学物理学院）；Key Laboratory of Aerospace Information Materials and Physics (NUAA), MIIT（工业和信息化部航空航天信息材料与物理重点实验室（南航））；School of Physics and Institute for Advanced Study in Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院与高等研究院）
本研究通过精确对角化计算揭示了凯拉夫反铁磁体在[111]磁场中的量子自旋液体和自旋翻转相的出现，发现其在中间磁场区域存在标量和向量旋磁序。
2025-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Selective synthesis and crystal chemistry of candidate rare earth Kitaev materials: honeycomb and hyperhoneycomb Na$_2$PrO$_3$
本研究通过改进合成方法成功制备了空气敏感的候选稀土Kitaev材料α-和β-Na2PrO3的粉末与单晶，并基于单晶X射线衍射精修了其晶体结构。
2024-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Lattice dynamics and structural correlations in antiferromagnet SrLaCoNbO$_6$ double perovskite
Ames National Laboratory, U.S. Department of Energy, Iowa State University（艾姆斯国家实验室）；Department of Physics, Indian Institute of Technology Delhi（德里印度理工学院物理系）；School of Physics, The University of New South Wales (UNSW)（新南威尔士大学物理学院）
研究S = 1/2反铁磁体SrLaCoNbO₆，通过温度相关拉曼光谱和Co K边EXAFS分析，发现60K左右声子等有明显异常，160 - 180K附近拉曼模式有变化，揭示晶格与自旋耦合及相关结构变化，表明存在波动键方向相互作用和近似基塔耶夫型相关性。
2026-10-23 cond-mat.str-el
From Density Functional Theory to Spin Hamiltonians: Magnetism in $d^5$ Honeycomb Compound OsCl$_3$
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
Tangle of Spin Double Helices in the Honeycomb Kitaev-$Γ$ Model
结合经典与量子模拟，研究蜂窝Kitaev-$Γ$模型基态，发现具有18个不等价螺旋轴的自旋双螺旋缠结结构，并在量子自旋1/2模型中验证了该多体序特征，丰富了Kitaev磁性物理。
2023-05-24 cond-mat.dis-nn 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
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
Kitaev Interactions Through an Extended Superexchange Pathway in the jeff = 1/2 Ru3+ Honeycomb Magnet, RuP3SiO11
本文研究了无机固体 RuP3SiO11 蜂窝层中 Ru3+ 八面体的扩展超交换路径，证实其保留了实现 Kitaev 量子自旋液体所需的材料条件，并解析了交换相互作用层级，为实验探索 Kitaev 模型未知区域提供了途径。
2024-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced Magnetism and Phase Transitions in Ultrathin Quantum Spin Liquid Na2IrO3 Flakes
本研究利用第一性原理计算探究超薄Na2IrO3层中量子电子限域效应，发现单层中zigzag反铁磁态增强且偏离Kitaev自旋液体态，载流子掺杂则引发Mott绝缘体-金属及反铁磁-铁磁双重转变。
2023-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effects of Ru-doping on the magnetism of Ag3LiIr2O6, a candidate Kitaev quantum spin liquid
本文研究Ru掺杂对Kitaev量子自旋液体候选材料Ag3LiIr2O6磁性的影响，发现Ru替代使长程有序温度升高至约20 K，并在10 K以下出现量子自旋液体类相迹象。
2025-03-06 cond-mat.str-el
Direct Evidence for Dominant Bond-directional Interactions in a Honeycomb Lattice Iridate Na2IrO3
海森堡相互作用在磁性材料中普遍存在，并且在量子磁体的建模和设计中一直很流行。键方向相互作用提供了海森堡交换的一种新的替代方案，并提供了Kitaev模型的构建模块，该模型具有量子自旋液体（QSL）作为其精确的基态。蜂窝状虹彩酸盐，A2IrO3（A = Na，Li），提供了Kitaev模型的潜在实现，其报告的磁性行为可以在Kitaev框架内解释。然而，它们与Kitaev模型的相关程度仍然不清楚，因为键方向相互作用的证据仍然是间接或间接的。在这里，我们提出了直接的证据，占主导地位的反铁磁Na2IrO3的键方向的相互作用，并表明它们导致强磁挫折。扩散磁X射线散射揭示了打破自旋旋转对称性，甚至高于尼尔温度，与三个自旋组件沿不同的结晶方向表现出纳米尺度的相关性。这种自旋空间和实空间纠缠直接体现了键方向相互作用，提供了蜂窝状虹晶中Kitaev物理学的缺失环节，并建立了一种新的设计策略，以减少磁性。
2015-04-14 cond-mat.mtrl-sci 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
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
Symmetry-protected topological magnons in three dimensional Kitaev materials
磁性材料中的拓扑相通过改变底层磁性提供了拓扑性质的新颖可调谐性。我们表明，三维Kitaev材料可以提供一个很好的机会，控制的拓扑保护节点磁振子。这些材料最初被认为是强有力的候选人Kitaev量子自旋液体由于键依赖的挫败自旋交换相互作用。作为一个具体的例子，我们考虑了超蜂窝结构$β\text{-}\mathrm{Li_2IrO_3}$中斜锯齿有序态的磁振子的对称性和拓扑结构，该结构可以通过在零场反旋螺旋态中施加磁场来获得.结果表明，磁滑移对称性和非厄米性质的玻色子磁振子导致独特的拓扑保护，这是不同的情况下的费米对应物。我们研究如何通过改变自旋交换相互作用的对称性来控制这种拓扑磁振子。
2019-03-06 cond-mat.str-el
Raman evidence for dimerization and Mott collapse in $α$-RuCl$_3$ under pressures
我们在室温下对$α$ -RuCl $_3$进行了拉曼光谱研究，以探讨其在压力下的磁性和化学键的相变。Raman测量分辨出两个临界压力，约为$p_1=1.1$ ~GPa和$p_2=1.7$ ~GPa，涉及结构激发和磁激发之间非常不同的缠绕行为。随着压力的增加，在$p_1=1.1$ ~GPa范围内，$α$ -RuCl $_3$层发生了堆垛阶相变，表现为新的Raman声子模和适度的Raman磁化率调整. Ru面内拉曼模的异常软化和分裂为$p_2=1.7$ ~GPa下Ru-Ru键的面内二聚提供了直接证据。拉曼极化率随压力的增加而显著增强，二聚化后拉曼极化率急剧下降。我们认为该体系在$p_2=1.7$ ~GPa下发生Mott塌缩，转变为二聚关联带绝缘体.我们的研究表明Kitaev物理，磁性和化学键Kitaev化合物之间的竞争。
2018-07-21 cond-mat.mtrl-sci 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
An introduction to Kitaev model-I
这篇教学文章的目的是为了开始研究生感兴趣的广泛领域的挫折磁性。我们介绍并给出了Kitaev模型中得到的一些精确结果。Kitaev模型体现了一个不寻常的双自旋相互作用，但在二维精确可解的模型。这种精确可解性使它可以精确地实现许多涌现的多体现象，如$Z_2$规范场、自旋液态、自旋分形、拓扑序等。首先给出了Kitaev模型的Majorana费米子化精确解，并详细讨论了$Z_2$规范结构。在此基础上，我们讨论了磁化强度的精确计算，自旋-自旋关联函数的建立，从而确定了它的自旋液体性质。详细解释了Majorana费米子的自旋分馏和去禁闭现象。讨论了长程多自旋关联函数的存在性和拓扑简并性，阐明了任意本征态的纠缠和拓扑性质。在适当的地方提供了一些基本的调查表，以便吸收技术细节。
2020-06-20 cond-mat.other 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
First demonstration of tuning between the Kitaev and Ising limits in a honeycomb lattice
近年来，对$4d/5d$过渡金属体系中新的自旋轨道耦合态的观测引起了人们极大的兴趣。一个主要的例子是铱酸盐材料中的$J_{\text{eff}}=\frac{1}{2}$态和驱动Kitaev相互作用的$α$ -RuCl $_{3}$。在这里，通过调整自旋轨道相互作用（$λ_{\text{SOC}}$）和三角晶场分裂（$Δ_\text{T}$）之间的竞争，我们重组的自旋轨道波函数到一个新的$μ=\frac{1}{2}$状态，驱动伊辛相互作用。这是通过将Li $_{2}$ RhO $_{3}$转化为Ag $_{3}$ LiRh $_{2}$ O $_{6}$的局部化学反应完成的，导致后一种化合物中三角畸变增强和自旋轨道耦合减弱。利用微扰理论，我们给出了在Ag $_{3}$ LiRh $_{2}$ O $_{6}$中实现的极限$Δ_\text{T}\gg λ_{\text{SOC}}$的新$μ=\frac{1}{2}$态的显式表达式，它不同于在Li $_{2}$ RhO $_{3}$中实现的极限$λ_{\text{SOC}}\gg Δ_\text{T}$的传统$J_\text{eff}=\frac{1}{2}$态.基态的变化伴随着磁性的急剧变化，从Li $_{2}$ RhO $_{3}$中的6 K自旋玻璃到Ag $_{3}$ LiRh $_{2}$ O $_{6}$中的94 K反铁磁体。…
2022-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Magnons in Kitaev Magnets at High Fields
研究了描述强自旋轨道耦合蜂窝晶格莫特绝缘体磁性的Kitaev-Heisenberg-$Γ$ - $Γ'$模型。在强$[111]$磁场，使系统进入全极化顺磁相，我们发现，自旋波带进行非平凡的陈数在大区域的相图暗示手征磁振子边缘状态的存在。与其他拓扑磁振子系统相比，这些系统的拓扑非平凡性来自于哈密顿量中磁振子数非守恒项的存在。由于相互作用的影响被$J/h$抑制，单粒子图像的有效性是可调的，使得顺磁相特别适合于探索这种物理。利用含时DMRG和相互作用自旋波理论，我们证明了手征边缘模的存在及其随场的演化。
2018-02-12 cond-mat.str-el
Relevance of on-site and intersite Coulomb interactions in the Kitaev-Heisenberg magnet Na$_3$Co$_2$SbO$_6$
Institute for Theoretical Solid State Physics, Leibniz IFW Dresden（德累斯顿亥姆霍兹中心莱布尼茨研究所理论固态物理研究所）；Department of Physics, Karpagam Academy of Higher Education（卡尔帕甘高等教育学院物理系）；Centre for Computational Physics, Karpagam Academy of Higher Education（卡尔帕甘高等教育学院计算物理中心）；School of Physics, University of Melbourne（墨尔本大学物理学院）；Department of Physics, Technical University Dresden（德累斯顿工业大学物理系）
研究Na$_3$Co$_2$SbO$_6$中Kitaev与Heisenberg相互作用，发现电荷交换和 onsite 多配置态影响显著，需进一步量子化学研究以理解交换协同效应及调控intersite耦合向Kitaev spin liquid态。
2026-04-06 cond-mat.str-el
Pseudospin exchange interactions in d^7 cobalt compounds: Possible realization of the Kitaev model
目前寻找Kitaev模型物理材料的努力主要集中在d^5赝自旋1/2离子Ir^{4+}和Ru^{3+}的莫特绝缘体上，它们具有t_{2g} ^5（S=1/2，L=1）电子组态。在这里，我们提出Kitaev模型可以在基于具有t_{2g} ^5e_g^2（S=3/2，L=1）构型的d^7离子的材料中实现，例如Co^{2+}，它也具有赝自旋-1/2磁性。考虑到可能的交换过程，我们导出了90^{ \circ }成键几何中的d^7赝自旋-1/2相互作用。得到的哈密顿量包括键方向的基塔耶夫K相互作用和各向同性的海森堡J相互作用，就像d^5离子的情况一样。然而，我们发现，额外的，自旋活跃的e_g电子的存在从根本上改变了Kitaev和海森堡耦合之间的平衡。最值得注意的是，我们发现包含e_g自旋的交换过程对系统处于Mott（U<Δ）或电荷转移（U>Δ）绝缘区非常敏感。在后一种情况下，许多钴化合物实际上属于反铁磁海森堡耦合J被强烈抑制，自旋液相可以稳定。结果表明，钴基材料的Kitaev模型的实现作为有前途的候选人。
2018-01-04 cond-mat.str-el
Field-induced quantum spin disordered state in spin-1/2 honeycomb magnet Na2Co2TeO6
具有Kitaev相互作用的自旋-轨道耦合蜂窝磁体由于具有承载包括量子自旋液体在内的奇异量子态的潜力而受到广泛关注。到目前为止，研究最多的Kitaev系统是基于4d/5d的蜂窝磁体。最近的理论研究预测，包括Na 2Co 2 TeO 6（NCTO）在内的3D蜂窝磁体也可能是一种潜在的Kitaev系统。本文采用热容、磁化强度、电子自旋共振测量和非弹性中子散射（INS）相结合的方法研究了NCTO的量子磁性，发现在7.5 T < B（垂直于b轴）< 10.5 T的磁场范围内存在场致自旋无序态。还模拟了INS光谱，以尝试性地提取交换相互作用。作为一种在有效自旋1/2蜂窝晶格上具有场诱导无序态的3d磁体，NCTO将Kitaev模型扩展到3d化合物，促进了对量子磁体中自旋轨道效应的进一步关注。
2021-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Insights into the Anisotropic Spin-$S$ Kitaev Chain
最近，人们对高自旋Kitaev模型的性质重新产生了兴趣，特别是具有附加相互作用的低维类似物。这些准1D系统表现出丰富的相图，具有严格保护的拓扑相，Luttinger液体，隐藏的顺序，和更高级别的磁性。然而，纯自旋$S$ Kitaev链的性质尚未完全了解。早期的工作发现了$S = 1$具有短程相关性的独特基态，以及与熵平台相关的热容中的有趣双峰结构。为了理解一般$S$的低能激发和热力学，我们研究了自旋各向异性的$S$ Kitaev链.从二聚化极限出发，推导出有限各向异性下的有效低能哈密顿量。对于半整数自旋，我们发现一个平凡的有效模型，反映了非局部对称性保护的简并，而对于整数$S$，我们发现之间的相互作用通量自由度，选择一个独特的基态。用整数自旋的有效模型预测了低能激发态和热力学，并与线性自旋波理论的半经典极限作了比较。最后，我们推测的各向同性极限的性质。
2021-11-22 cond-mat.str-el
Honeycomb-lattice Heisenberg-Kitaev model in a magnetic field: Spin canting, metamagnetism, and vortex crystals
Heisenberg-Kitaev模型是描述具有强自旋轨道耦合的蜂窝晶格莫特绝缘体（如A $_2$、IrO $_3$（A = Na，Li）和$α$ $_3$）磁性的典范模型。在这里，我们详细研究了海森伯-基塔耶夫模型在外部磁场中的物理性质。利用蒙特卡罗模拟和自旋波理论相结合，我们绘制了不同方向的磁场的经典相图。SU（2）自旋对称性的破缺使得磁化过程相当复杂，有相位序列和变磁跃迁。特别是，我们发现了各种大的单胞和多Q相位，包括在[111]方向上的场的涡旋晶体相位。我们还讨论了在高场阶段的量子修正。
2016-11-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
A Kitaev-type spin liquid on a quasicrystal
本研究构建了基于$Γ$-矩阵推广的Kitaev型严格可解自旋模型，利用切割-投影对应在准晶Ammann-Beenker对偶晶格上得到含多种自旋液体相的丰富相图，且在位项可在保可积性下调控基态，拓展了准晶量子磁学研究。
2023-08-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
NaRuO$_2$: Kitaev-Heisenberg exchange in triangular-lattice setting
本研究针对三角晶格材料NaRuO$_2$的Kitaev交换性质不明的问题，通过量子化学分析与自旋模型计算，明确其Kitaev相互作用为反铁磁性，揭示了该体系量子自旋液体的相关物理机制。
2023-07-03 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
Antiferromagnetic Kitaev interaction in $J_\rm{eff}=1/2$ cobalt honeycomb materials Na$_3$Co$_2$SbO$_6$ and Na$_2$Co$_2$TeO$_6$
寻找具有反铁磁Kitaev相互作用的新材料是拓宽和丰富量子磁学研究的迫切问题。通过中子非弹性散射实验和分析，我们得出结论：Na $_3$ Co $_2$ SbO $_6$和Na $_2$ Co $_2$ TeO $_6$是新型蜂窝状钴基原子力显微镜Kitaev系统。这两种化合物中20-28 meV的自旋轨道激子强有力地支持了这两种化合物的$^{2+}$离子具有自旋轨道纠缠$J_\rm{eff}=1/2$态的观点。此外，我们发现，广义Kitaev-Heisenberg哈密顿量可以很好地描述这两种化合物的自旋波激发与额外的第三最近邻相互作用。我们的最佳拟合参数显示大AFM Kitaev项和非对角对称各向异性项在两种化合物中具有相似的幅度。我们应该强调的是，我们的参数优化的磁结构是一致的磁结构从中子衍射研究报告。此外，在自旋波的较高能量部分也存在磁振子阻尼效应，正如通常在其他Kitaev磁体中观察到的那样。我们证明，Na $_3$ Co $_2$ SbO $_6$和Na $_2$ Co $_2$ TeO $_6$是第一个实验实现的AFM Kitaev磁体的自旋波的系统研究和分析的基础上。
2022-03-14 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
