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
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
Ultrafast spin dynamics in the proximate quantum spin liquid α-RuCl3
本研究利用泵浦-探测瞬态光栅光谱研究近量子自旋液体α-RuCl3的超快自旋动力学，发现在Kitaev顺磁相中存在对磁场敏感的光致激发分量，其寿命反映了非常规自旋激发的动力学。
2023-11-25 cond-mat.str-el
Anomalous and Anisotropic Nonlinear Susceptibility in the Proximate Kitaev Magnet $α$-RuCl$_3$
顺磁体中的首阶非线性磁化率$χ_3$为负，发散为$T \rightarrow 0$。当自旋相关时，这种分歧被破坏，NL响应提供了对磁序的独特见解。非对称性、交换相互作用和量子效应的优势都在NL磁响应中留下了它们的印记。在这里，我们研究了近Kitaev磁体$α$ -RuCl $_3$中的NL磁化率，这与预期的反铁磁行为不同。对于$T< T_c$ = 7.5 K和领域$B$在ab平面，我们得到对比NL响应在低（$<$ 2 ${T}$）和高场区域。对于低场，NL行为由二次响应（正$χ_2$）主导，其显示在$T_c$以下快速上升。这个大的$χ_2 >0$意味着在低温下磁序的亚晶格对称性被破坏。标准${K-H-Γ}$模型中的经典蒙特卡罗（CMC）模拟确保了${M}$的这种二次${B}$依赖性，仅对于${T}$ $\approx$ ${T}_c$，$χ_2$为零，如${T}$ $\rightarrow$ 0。在精确对角化计算中，它对所有温度也是零。另一方面，我们发现一个排他性的立方项（$χ_3$）描述高场NL行为。$χ_3$在${T}_c$之下和之上都是大的，并且只有对于${T}$ $>$ 50 K，$χ_3$才与零交叉。相比之下，对于$B$ ~ $\parallel$ ~ c轴，没有测量到单独的低/高场行为，并且只有小得多的$χ_3$明显。
2021-06-03 cond-mat.str-el
Dynamics of the Kitaev-Heisenberg Model
我们引入了一种基于矩阵乘积状态的方法来有效地获得二维微观哈密顿的动力学响应函数，我们将其应用于Kitaev-Heisenberg模型的不同阶段。我们发现显着的广泛的高能量功能超出自旋波理论，即使在有序相接近自旋液体。这包括在$α$ -RuCl $_3$中观察到的具有Z字形顺序的相，在那里我们发现了类似于在非弹性中子散射实验中看到的那些的高能量特征。我们的研究结果提供了一个自然的路径的例子，近端自旋液体功能出现在高能量以上的常规有序状态，作为扩散残留的自旋波带相交产生一个宽峰的布里渊区中心。
2017-01-17 cond-mat.str-el
Proximate Kitaev Quantum Spin Liquid Behaviour in α-RuCl$_3$
量子自旋液体（QSL）等拓扑态物质由于具有量子信息的保护和Majorana费米子的出现等显著的物理性质而引起人们的极大兴趣。然而，这种QSL已被证明难以通过实验确定。最有希望的方法是通过中子散射中它们的动力学响应的波矢和强度依赖性来研究它们的奇异性质。一个主要的研究集中在铱酸盐材料，提出实现著名的Kitaev模型的蜂窝晶格-一个原型拓扑QSL系统在二维（2D）。然而，铱用于中子测量的困难极大地阻碍了进展。在这里，我们提供的实验证据表明，基于钌的材料，α-RuCl $_3$实现了相同的Kitaev物理，但非常适合中子调查。我们的测量结果证实了所需的强自旋轨道耦合，和低温磁序匹配的预测阶段接近QSL。我们还表明，堆垛层错，固有的高度二维性质的材料，很容易解释一些令人困惑的结果。动态响应函数的测量，特别是在能量和温度以上，层间效应是明显的，自然占在量子化学物质预期的解除禁闭物理方面。通过与最近计算的纯Kitaev模型的规范流激发和Majorana费米子的动力学的比较，我们提出α-RuCl $_3$作为实验实现分数Kitaev物理的主要候选者。
2015-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Quantum Oscillations in a Heterostructure of Graphene on a Proximate Quantum Spin Liquid
准二维莫特绝缘体$α$ $_3$接近于广受欢迎的Kitaev量子自旋液体（QSL）。在石墨烯上的$α$ $_3$层中，主要的Kitaev交换通过应变进一步增强.最近，这种$α$/石墨烯异质结构的量子振荡（QO）测量显示出超出标准Lifshitz-Kosevich（LK）描述的异常温度依赖性。在这里，我们开发了一个理论的异常QO在一个有效的Kitaev-Kondo晶格模型，其中的巡回电子的石墨烯层通过自旋相互作用与相关的磁性层相互作用。在低温下，一个沉重的费米液体出现，使中性马约拉纳费米子激发的Kitaev QSL获得通过与石墨烯狄拉克带杂交的电荷。使用从头计算，以确定我们的低能量模型的参数，我们提供了一个微观理论的异常QO与非LK温度依赖性与我们的测量一致。我们展示了如何残余的分数自旋激发可以引起QO实验中的特征签名。
2021-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonequilibrium quasistationary spin disordered state in the Kitaev-Heisenberg magnet $α$-RuCl$_3$
光脉冲激发使得能够操纵量子凝聚态的相位。在这里，我们光激发高能量的holon-doublon对作为一种方式来改变Kitaev-海森堡磁体$α$ -RuCl $_3$的磁自由能景观，目的是动态地稳定接近自旋液相。通过多磁振子发射的holon-doublon对复合跟踪的磁性线性二向色性的时间演化起源于竞争锯齿形自旋有序基态。一个小的holon-doublon密度足以达到自旋无序状态。的相变内描述的动态Ginzburg-Landau框架，证实了准稳态性质的瞬态自旋无序相。我们的工作提供了深入了解$α$ -RuCl $_3$中的电子和磁自由度之间的耦合，并提出了一种新的途径，以达到接近自旋液相Kitaev-海森堡磁体。
2020-05-28 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 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
Kitaev-Heisenberg Model on Honeycomb Lattice: Possible Exotic Phases in Iridium Oxides $A_2$IrO$_3$
本文导出并研究了蜂窝晶格上自旋二分之一的哈密顿量，它描述了层状铱酸盐$A_2$ IrO $_3$（$A$ =Li，Na）中Ir $^{4+}$离子之间的交换作用.根据微观参数，哈密尔顿插值之间的海森堡和精确可解的Kitaev模型。精确的对角化和互补的自旋波分析揭示了Kitaev极限附近的扩展自旋液相和海森堡极限附近的传统Néel状态的存在。两相被一个不寻常的条纹状反铁磁态所分隔，这正是模型在两个极限中点处的基态。
2010-07-09 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
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
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
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
Kitaev Spin Liquid in 3d Transition Metal Compounds
我们研究了蜂窝状钴酸盐中的交换相互作用和由此产生的磁相。对于广泛的三角晶场作用于Co 2+离子，低能量pseudospin-1/2哈密顿量占主导地位的键依赖伊辛耦合，构成Kitaev模型。当三角场Δ较小时，非Kitaev项几乎消失，形成自旋液体基态.以Na 3Co 2SbO 6为例，我们发现该化合物接近Kitaev自旋液相，并且可以通过将Δ略微降低\sim 20 meV而被驱动到Kitaev自旋液相中，例如，通过应变或压力控制。我们认为，由于更本地化的性质的磁性电子在3D化合物，钴酸盐提供了最有前途的搜索领域Kitaev模型物理。
2020-07-22 cond-mat.str-el
Spin liquid fingerprints in the thermal transport of a Kitaev-Heisenberg ladder
我们确定指纹的一个接近的量子自旋液体（QSL），可观察到的有限温度动态热输运在一个最小版本的理想化Kitaev模型的双腿梯子，如果受到不可避免地存在海森堡耦合。使用精确对角化和量子典型性，我们发现（i）在无限小海森堡耦合下由分形子复合引起的绝缘体-导体交叉，（ii）低能量和高能量的分形子签名，其在远离纯QSL点的地方存活，以及（iii）非单调的电流寿命与海森堡耦合。在微扰理论的指导下，我们发现（iv）一个Kitaev交换诱导的“一个磁振子”的贡献，在强海森堡横档限制的动态热输运。
2018-06-06 cond-mat.str-el
Quantum spin liquid at finite temperature: proximate dynamics and persistent typicality
量子自旋液体是物质的长程纠缠态，具有出射规范场和分数激发。虽然候选材料，如Kitaev蜂窝状的双烯酸盐$α$ -RuCl $_3$，在低温下表现出磁序$T$，在这里，我们在数值上证明了从低$T$和频率$ω$下的磁振子样行为到高$T$和$ω$下的长寿命分馏费米子准粒子的动力学交叉。这种交叉类似于准一维自旋链中自旋子连续体的存在。它进一步表明，持续的典型性下降到非常低的$T$手牵手。这方面，这也已被观察到在自旋1/2 kagome海森堡反铁磁体，是一个签名的近似自旋流动性和紧急规范自由度更普遍，可以为基础的许多有限$T$性质的数值研究假定的自旋液体。
2019-07-08 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
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
Pressure-induced dimerization and collapse of antiferromagnetism in the Kitaev material $α$-Li$_2$IrO$_3$
我们目前的磁化强度测量进行多晶和单晶样品的$α$ -锂$_2$ IrO $_3$在静水压力高达2 GPa，并建立这种材料的温度-压力相图。$α$ IrO $_3$的Néel温度（$T_{\rm{N}}$）在压缩时略微提高，其中$dT_{\rm{N}}/dp$ = 1.5 K/GPa。在1.2 GPa以上，$α$ $_2$ IrO $_3$经历向双聚相的一级相变，在低温下在1.8 GPa以上没有观察到磁相的痕迹。结构二聚化的临界压力与温度有很强的依赖性。这种温度依赖性是很好地再现的从头算水平，考虑到较低的声子熵在α相。我们进一步表明，最初的增加$T_{\rm{N}}$的磁相是由于减弱的Kitaev相互作用$K$随着增强的海森堡项$J$和非对角各向异性$Γ$。我们的研究揭示了一个共同的线索在相互作用的磁性和二聚在压力Kitaev材料。
2022-02-15 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
Origin of the insulating state in the Kitaev candidate Cu$_2$IrO$_3$
本研究结合晶体对称性分析与密度泛函理论计算，揭示Kitaev候选材料Cu₂IrO₃绝缘态的微观起源为Ir离子电荷有序化，形成相互贯穿的Ir⁴⁺与Cu²⁺三角晶格，构成新型蜂窝Kitaev晶格。
2024-11-29 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
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
Raman Signatures of Strong Kitaev Exchange Correlations in (Na$_{1-x}$Li$_x$)$_2$IrO$_3$ : Experiments and Theory
对（Na $_{1-x}$ Li $_x$）$_2$ IrO $_3$（$x = 0, 0.05$和$0.15$）单晶的非弹性光散射研究表明，在$\sim $ ~2750 cm $^{-1}$处有一个与偏振无关的宽谱带，其带宽为$\sim 1800$ ~cm $^{-1}$。对于Na $_2$ IrO $_3$，在温度$ \leq 200$ ~K下观察到宽带，并且在磁有序状态内持续存在。对于Li掺杂的样品，这种模式的强度增加，转移到较低的波数，并持续到较高的温度。最近已经预测了这种模式（Knolle等人）。是基塔耶夫自旋液体的特征我们分配的宽带的观察是强Kitaev交换相关性的签名。宽带甚至在磁有序态内部也存在的事实表明，动态波动的时刻甚至在$T_{N}$以下也存在。这进一步支持我们的平均场计算。平均场理论计算的拉曼响应表明，自旋液体状态预测的宽带生存在磁有序状态附近的磁-自旋液体相边界。与理论模型的比较给出了Kitaev交换相互作用参数的估计为$J_K\approx 57$ ~meV。
2016-03-29 cond-mat.str-el
Magnetic field-induced evolution of intertwined orders in the Kitaev magnet $β$-Li$_2$IrO$_3$
最近在三维Kitaev磁体$β$ -Li $_2$ IrO $_3$中的散射实验表明，沿结晶学${\bf b}$轴的相对较弱的磁场驱动系统从其不相称的反向旋转顺序到相关顺磁体，具有沿场叠加磁化的显著均匀的“锯齿形”分量。在这里，它示出的锯齿形命令是不是从它的线性耦合到字段（通过交错，非对角元素的${\bf g}$ -张量），但从它的纠缠与不相称的顺序和纵向磁化。新兴的图片解释了所有定性的实验结果在零和有限的领域，包括迅速下降的不相称的顺序与字段和所谓的强度总和规则。后者被证明是独立的海森堡交换$J$的小签名，相比Kitaev耦合$K$和非对角各向异性$Γ$。值得注意的是，在感兴趣的区域中，无公度分量消失的场$H^\ast$基本上仅取决于$J$，这允许从$H^\ast$的报告测量中提取$J\!\simeq\!4K$的估计。我们还评论了最近的实验在加压$β$ -锂$_2$ IrO $_3$和得出结论，$J$随压力下降。
2018-03-01 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
Critical properties of the Kitaev-Heisenberg model
研究了在有限温度下蜂窝晶格上Kitaev-Heisenberg模型的临界性质，该模型可以描述准二维化合物Na $_2$ IrO $_3$和Li $_2$ IrO $_3$的物理性质.该模型经历了两个相变作为温度的函数。在低温下，热涨落通过有序-无序机制诱导磁长程序。具有自发破缺的$Z_6$对称性的磁有序态持续到特定的临界温度。我们发现在低温有序相和高温无序相之间存在一个中间相。有限尺度尺度分析表明，中间相是一个临界的Kosterlitz无相变相，具有连续变化的指数。我们认为，中间相实际上已观察到以上的低温磁有序相在钠$_2$ IrO $_3$，并可能在锂$_2$ IrO $_3$。
2012-11-18 cond-mat.str-el
Field-induced intermediate phase in $α$-RuCl$_3$: Non-coplanar order, phase diagram, and proximate spin liquid
具有强自旋轨道耦合的受抑磁体有望承载物质的拓扑状态，具有分数激发和涌现的规范场。Kitaev关于蜂窝晶格Majorana自旋液体的提议引发了对实验实现的强烈搜索，其中键依赖的伊辛相互作用是基本的构建块。一个主要的候选物是$α$ $_3$，然而，迄今为止还不了解其在磁场中的相图。在这里，我们提出了确凿的实验证据，一种新的场诱导有序相在$α$ -RuCl $_3$，夹在锯齿形和量子无序相在低和高场，分别。我们提供了一个详细的理论研究相关的有效自旋模型，我们显示，显示场诱导的中间阶段以及。我们充分描述了该模型中的中间相，包括其复杂的自旋结构，并根据实验观察到的临界场确定了与$α$ -RuCl $_3$相关的参数。最重要的是，我们的研究将$α$ -RuCl $_3$的物理学与Kitaev- $Γ$模型的物理学联系起来，Kitaev- $Γ$模型在零场中显示量子自旋液体，从而揭示了其签名已在$α$ -RuCl $_3$的各种动力学探针中检测到的自旋液体。
2021-05-18 cond-mat.str-el
Chemical- and hydrostatic-pressure effects on the Kitaev honeycomb material Na$_2$IrO$_3$
利用μ子自旋弛豫和核磁共振方法研究了量子自旋液体态的候选材料\tcr{polycrystalline} Na $_2$ IrO $_3$在化学压力和流体静压下的低温磁性. Li对Na的化学取代促进了非均匀磁有序，而流体静压（高达3.9GPa）导致有序温度$T_\mathrm{N}$的提高.在第一种情况下，不均匀的磁序表明广泛分布的$j=\,$ \textonehalf \ Ir $^{4+}$磁矩的短程或长程相关性，反映了局部无序。在施加压力点下$T_\mathrm{N}$的增加是由于层间压缩引起的三维相互作用的强度增加。
2018-10-10 cond-mat.str-el
Signatures of non-Loudon-Fleury Raman scattering in the Kitaev magnet $β$-Li$_2$IrO$_3$
利用非弹性拉曼散射研究了超蜂窝Kitaev磁体$β$ - $\text{Li}_2\text{IrO}_3$的磁激发.的光谱表现出共存的广泛的散射连续和两个尖锐的低能量峰在2.5毫电子伏和3毫电子伏，具有独特的偏振依赖性。虽然连续谱暗示了从接近的量子自旋液体相中出现的分数准粒子，但尖锐的峰提供了最近提出的“非劳登-弗勒里”单磁振子散射过程的第一个实验特征[物理评论B 104，144412（2021）]。相应的微观机制类似于导致对称非对角交换相互作用$Γ$的机制（因为它涉及直接和配体介导的交换路径的组合），但在传统的拉曼散射的Loudon-Fleury理论中完全出乎意料。因此，目前的实验验证要求在类似的系统与强自旋轨道耦合和多个交换路径的拉曼散射进行激烈的重新评估。
2022-02-01 cond-mat.str-el
Theory of Raman response in three-dimensional Kitaev spin liquids: application to $β-$ and $γ-$Li$_2$IrO$_3$ compounds
计算了Kitaev自旋模型在$\mathcal{H}$ - $0$、$\mathcal{H}$ - $1$和$\mathcal{H}$ - $\infty$谐振蜂窝晶格上的拉曼响应.我们确定了几个定量的特征，在拉曼光谱的自旋液相的特性。不像动力学结构因子，探测两个马约拉纳自旋和磁通激发出现自旋分馏，在Kitaev模型的拉曼光谱直接探测的状态对分数，分散马约拉纳自旋的密度。因此，所有这些模型中的拉曼光谱对于充分的各向同性耦合都是无隙的，具有由分散的马约拉纳自旋的费米线（或点）产生的低能幂律。我们表明，拉曼光谱的偏振依赖性包含有关基态对称性的重要信息。我们还讨论了在何种程度上的拉曼响应的功能，我们发现反映自旋液相的一般性质，并评论其可能的相关性$α-$，$β-$和$γ-$锂$_2$ IrO $_3$化合物。
2015-07-22 cond-mat.str-el
Neutron tomography of magnetic Majorana fermions in a proximate quantum spin liquid
量子物质提供了一个有效的真空，从中产生出与任何实验检测到的基本粒子都不对应的粒子。特别是拓扑量子材料已经成为密集研究的焦点，部分原因是实现马约拉纳费米子的显著可能性，以及它们用于新的无退相干量子计算架构的潜力。本文对高质量的$α-RuCl_3$单晶进行了研究，该单晶被认为是实现近似Kitaev态的材料，Kitaev态是一种具有磁性马约拉纳费米子的拓扑量子态。用中子测量的动力学关联的四维层析重建对于探测这种磁态是非常强大的。我们发现了不寻常的信号，包括一个前所未有的列散射在一个大的能量间隔周围的布里渊区中心，这是非常稳定的温度。这是直接占在Kitaev的拓扑量子自旋液体中存在的马约拉纳激发。散射中的其他更微妙的特征可以与理想模型的扰动透明地联系起来。这为相关材料中出现的磁性马约拉纳费米子打开了一扇窗户。
2016-09-01 cond-mat.mtrl-sci 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
Phase Diagram and Quantum Order by Disorder in the Kitaev $K_1$-$K_2$ Honeycomb Magnet
我们发现，拓扑Kitaev自旋液体的蜂窝晶格是非常脆弱的第二邻居Kitaev耦合$K_2$，最近已被证明是占主导地位的扰动远离最近邻模型在铱酸钠$_2$ IrO $_3$，也可能发挥作用，在$α$ -RuCl $_3$和Li $_2$ IrO $_3$。这种耦合自然地解释了Z字形有序（没有引入不切实际的大的较长范围海森堡交换项）和最近在Na $_2$ IrO $_3$中观察到的实空间和自旋空间之间的特殊纠缠。此外，我们在这里提出的最小$K_1$ - $K_2$模型具有独特的性质，即经典和量子相图以及它们各自的有序无序机制由于经典和量子对应物的根本不同的对称性而定性不同。
2015-12-07 cond-mat.str-el
Exchange interactions in $d^{5}$ Kitaev materials: From Na$_2$IrO$_3$ to $α$-RuCl$_3$
本文研究了赝自旋二分之一$d^{5}$离子在共边八面体蜂窝晶格中的交换作用。各种交换渠道，包括哈伯德U，电荷转移激发，循环交换被认为是。包括$t_{2g}$轨道内以及$t_{2g}$和$e_g$轨道之间的跳跃。特别注意三角晶场$Δ$交换参数的影响。在广泛的$Δ$范围内，所获得的交换汉密尔顿量由铁磁Kitaev相互作用K主导。结果发现，接近电荷转移绝缘体制度和小$Δ$的参数区域是最有希望实现Kitaev自旋液相。在此基础上讨论了两种典型的蜂窝材料Na $_2$ IrO $_3$和$α$ -RuCl $_3$.我们已经发现，这两种材料共享占主导地位的铁磁K和积极的非对角$Γ$值。然而，它们的Heisenberg J项具有相反的符号：Na $_2$ IrO $_3$中的AFM J>0和$α$ -RuCl $_3$中的FM J<0.这就产生了不同的磁涨落，导致了它们不同的磁化行为和自旋激发谱。在$α$ -RuCl $_3$中强调了由于大FM J而导致的与FM状态的接近。这两种材料的交换耦合之间的差异源于相反的$Δ$值，表明晶体场可以作为一个有效的控制参数来调节$d^{5}$自旋轨道莫特绝缘体的磁性。
2022-06-09 cond-mat.str-el
Pressure-tuned magnetic interactions in honeycomb Kitaev materials
一系列的蜂窝晶格化合物已被提出和研究的拓扑Kitaev自旋液体的搜索。然而，这些潜在的Kitaev材料的磁哈密顿量中相当大的海森堡相互作用和额外的磁交换允许的各向异性将它们从纯Kitaev自旋液体状态推离。特别是Kitaev-海森堡耦合比在这方面是必不可少的。利用先进的量子化学方法，我们研究了几种蜂窝状化合物（Na $_2$ IrO $_3$，$β$ -Li $_2$ IrO $_3$，和$α$ -RuCl $_3$）的磁耦合比与压力的关系.我们发现，海森堡和Kitaev项的影响不同的均匀压力或应变：Kitaev分量增加更迅速地比海森堡对应。这提供了一种情况，其中施加压力或应变可以稳定这种材料中的自旋液体。
2018-02-04 cond-mat.str-el
Heat capacity evidence for proximity to the Kitaev QSL in A$_2$IrO$_3$ ($A =$ Na, Li)
蜂窝晶格铱酸盐$A_2$ IrO $_3$（$A =$ Na，Li）是实现基塔耶夫-海森堡模型的候选者，尽管它们与基塔耶夫量子自旋液体（QSL）的接近程度仍然存在争议。本文报道了在$0.075~{\rm K}\leq T \leq 155$ ~K范围内$A_2$ IrO $_3$（$A =$ Na，Li）的热容$C$和熵$S_{mag}$。我们发现一个很好的分离的双峰结构的磁热容$C_{mag}$的两种材料和$S_{mag}$的Na $_2$ IrO $_3$显示出一个肩膀之间的峰值接近${1\over 2}$ Rln $2$的值。这些特征表明自旋分裂成接近Kitaev QSL的Majornana费米子[Phys. Rev. B { \bf 92}，115122（2015）; Phys. Rev. B { \bf 93}，174425（2016）.]。这些结果提供了第一个热力学证据，$A_2$ IrO $_3$位于接近Kitaev QSL。此外，我们还测量了高温$T\leq 1000$ ~K磁化率$χ$，并估算了真顺磁态下的外斯温度$θ$。对于Na $_2$ IrO $_3$和Li $_2$ IrO $_3$，我们分别找到了$θ\approx -127$ ~K和$-105$ ~K。
2017-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
RIXS observation of bond-directional nearest-neighbor excitations in the Kitaev material Na$_2$IrO$_3$
自旋轨道耦合锁定自旋方向和空间取向，并在半经典磁体中产生局部自旋易轴和相关的有序。量子自旋-1/2不受这种命运的影响：自旋不是局部各向异性的，而是自旋-自旋相互作用。因此，相互作用变得依赖于自旋之间的键的空间取向，其主要的理论例子是Kitaev磁体。键方向的相互作用意味着存在键方向的磁性模式，预测自旋激发，使结晶等效键磁性不等效，但仍然难以捉摸的实验。在这里，我们表明，共振非弹性X射线散射，使我们能够明确探测磁激发的键方向字符。为此，我们使用一个由一个键和相应的自旋分量跨越的散射平面，并扫描包含多个布里渊区的动量转移范围。将这种方法应用到Na $_2$ IrO $_3$中，我们建立了10 meV和45 meV下磁激发的不同键方向特性。结合自旋-自旋相关性的观察，仅限于一个单键，这实验验证了Kitaev字符交换相互作用长期提出的这种材料。
2023-01-19 cond-mat.str-el
Spin dynamics and field-induced magnetic phase transition in the honeycomb Kitaev magnet $α$-Li$_2$IrO$_3$
层状蜂窝状铱酸盐$α$ -Li $_2$ IrO $_3$显示出在最近邻站点上具有反向旋转矩的无公度磁结构，提出通过自旋轨道纠缠Ir $^{4+}$磁矩之间的强受抑各向异性Kitaev相互作用来稳定。在这里，我们报告粉末非弹性中子散射测量，观察急剧分散的低能量磁激发集中在磁有序波矢，归因于戈德斯通激发的无公度顺序，以及一个额外的强烈模式以上的间隙$Δ\simeq2.3$毫电子伏。零场μ子自旋弛豫测量表明，μ子极化在低于Néel温度$T_{\rm N}\simeq15$ K时有明显的振荡，其随时间变化的曲线与体无公度长程磁性一致。脉冲场磁化测量观察到，在64 T的最大场处仅达到饱和磁化值的大约一半。在25 T附近有一个明显的异常，表明过渡到一个磁化率降低的阶段。过渡场具有与零场带隙模式相当的塞曼能量，这表明间隙抑制是场诱导过渡的可能机制。
2018-10-07 cond-mat.str-el
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
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
Resonant Raman scattering theory for Kitaev models and their Majorana fermion boundary modes
我们研究了二维和三维Kitaev自旋液体模型中的非弹性光散射响应，其中\ms能带结构在对称类BDI和D中，导致保护的无隙表面模式。我们对与铱酸盐和钌酸盐化合物相关的共振拉曼/布里渊散射顶点进行了详细计算，据信这些化合物的低能物理性质与这些自旋液相接近。在对称性类BDI中，我们发现虽然薄膜上的共振散射可以检测到自旋液体的无隙边界模，但非共振过程并不与它们耦合。然而，对于对称类D，我们发现，这两种类型的光散射过程和低能量表面态之间的耦合强烈抑制。此外，我们描述了弱时间反演对称性破缺微扰对这些系统的体拉曼响应的影响。
2016-06-07 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
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
Controlling the magnetic state of the proximate quantum spin liquid $α$-RuCl$_3$ with an optical cavity
本研究利用光学腔的真空涨落和光与物质耦合，实现了对邻近量子自旋液体 $\alpha$-RuCl$_3$ 磁态的控制，可稳定多种磁相，并能在太赫兹波段仅靠真空涨落实现从锯齿形反铁磁到铁磁的转变，甚至通过少光子泵浦进入 Kitaev 量子自旋液体态。
2022-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.optics
Comparing the influence of Floquet dynamics in various Kitaev-Heisenberg materials
在本文中，我们研究了Floquet工程的可能性，在三个候选Kitaev材料$\mathrm{Na}_2\mathrm{IrO}_3$，$α$ - $\mathrm{Li}_2\mathrm{IrO}_3$和$α$ - $\mathrm{RuCl}_3$。我们导出了一个有效的Floquet哈密顿量，并给出了一个近似的由doublon holon传播引起的加热过程，这表明具有较强Hund规则耦合的化合物不容易加热。然后，我们研究了光的频率和振幅对磁相互作用项的影响，直到第三近邻，发现第三近邻海森堡耦合$J_3$是非常容易调谐的圆偏振光。最后，我们讨论了线性偏振光在选择性调节单键方向中的应用。
2021-10-29 cond-mat.str-el
Eclipsing Kitaev: off-diagonal exchange governs the correlated high-field phases of $β$-Li$_2$IrO$_3$
Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究院）；Loughborough University（拉夫堡大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
研究β-Li₂IrO₃的高场相图，通过磁致磁化率测量发现其相结构依赖方向，用基于对称性的J-K-Γ模型及微观计算表明非对角Γ交换耦合磁序稳定高场相，解释了候选材料中场致自旋液体预期未实现的原因。
2026-07-08 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
Doping a spin-orbit Mott Insulator: Topological Superconductivity from the Kitaev-Heisenberg Model and possible application to (Na2/Li2)IrO3
我们研究了掺杂莫特绝缘体对蜂窝晶格的影响，其中自旋通过方向相关的Kitaev耦合J_K和弱反铁磁海森堡耦合J相互作用。这个模型是已知的有一个自旋液体基态，并可能实现在相关的绝缘体与强自旋轨道耦合。在t-J-J_K模型中研究了空穴掺杂的影响，并采用SU（2）从玻色子模型处理，该模型正确地捕获了母自旋液体。我们发现超导体的基态与自旋三重态配对，自发打破时间反演对称性。有趣的是，在低和高掺杂的配对是定性不同的，并经历了一级过渡掺杂。在高掺杂时，它平滑地连接到与底层自由粒子分散体一起传播的电子的配对状态。然而，在低掺杂下，色散强烈地受磁交换的影响，并且完全不同于自由粒子的能带结构。在这里，超导性是完全带隙的和拓扑的，类似于具有px+ipy配对的自旋极化电子。这些结果可能与蜂窝晶格铱酸盐如A_2IrO_3（A=Li或Na）掺杂有关。
2012-08-04 cond-mat.str-el
Pressure tuning of structure, magnetic frustration and carrier conduction in Kitaev spin liquid candidate Cu$_2$IrO$_3$: X-ray, Raman, magnetic susceptibility, resistivity and first-principles analysis
层状蜂窝晶格铱酸铜$_2$ IrO $_3$是Kitaev量子自旋液体的最接近的实现，主要是由于增强的层间分离和接近理想的蜂窝晶格。我们报告的压力引起的结构演变的Cu $_2$ IrO $_3$的粉末X射线衍射（PXRD）高达$\sim$ 17 GPa和拉曼散射测量高达$\sim$ 25 GPa。在宽的混合相压力范围内（$\sim$ 4 ~ 15 GPa）观察到结构相变（单斜$C2/c \: \rightarrow$三斜$P\bar{1}$）。三斜相由严重扭曲的蜂窝状晶格与Ir-Ir二聚体形成和塌陷的层间分离。在低压单斜相的稳定范围内，结构演化保持Kitaev配置高达4 GPa。这是支持所观察到的增强磁挫折直流磁化率没有出现任何磁有序和增强的动态拉曼磁化率。在1.4- 300 K温度范围内高达25 GPa的高压电阻测量表明，弹性非金属$R$（$T$）的行为与显着降低的电阻率在高压阶段。Mott三维变程跳跃传导的特征能量尺度$T_0$大大降低，表明高压相是在局部巡回交叉的边界。采用第一性原理密度泛函理论（DFT）计算发现，在常压下，$\rm Cu_2IrO_3$以单斜$P2_1/c$相存在，其能量低于$C2/c$相（两种结构均与实验XRD图谱一致）. DFT揭示了在7 GPa下从$P2_1/c$到$P\bar{1}$结构的结构转变（涉及Ir-Ir键的二聚化）与实验观察到的转变压力一致…
2022-05-02 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
Selection of direction of the ordered moments in Na$_2$IrO$_3$ and $α-$RuCl$_3$
Na $_2$ IrO $_3$和$α-$ RuCl $_3$是具有强自旋-轨道耦合和相关性的蜂窝系统，最近用Kitaev相互作用模型描述了它们的磁序。本文讨论了在这类模型中磁序参量的取向是如何选择的。我们表明，虽然在仅具有Kitaev各向异性的模型中的有序无序机制总是选择立方轴作为磁有序的易轴，但其他小的键依赖各向异性的附加效应，例如，$Γ$ -项导致序参数偏离立方方向。我们表明，锯齿形的基态和面对角取向的磁矩在Na $_2$ IrO $_3$可以得到内的$J_1-K_1-J_2-K_2-J_3$模型中存在的微扰小$Γ$ -条款。我们还表明，锯齿形相位中发现的最近邻Kitaev海森堡模型，相关的$α-$ RuCl $_3$，有一定的稳定性对$Γ$ -长期。
2017-02-08 cond-mat.str-el
