Anisotropy of the zigzag order in the Kitaev honeycomb magnet $α$-RuBr$_3$
本研究通过单晶扭矩测量揭示了Kitaev候选材料α-RuBr₃中锯齿序的易平面各向异性与六重对称性,并识别了相关各向异性相互作用及畴竞争的作用。
2024-07-22 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
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
Thermal Hall signatures of non-Kitaev spin liquids in honeycomb Kitaev materials
激励最近激增的Kitaev材料讨论的场驱动现象,特别是有限的热霍尔效应的实验观察和理论建议的出现额外的自旋液相超出常规Kitaev自旋液体,我们开发的热霍尔效应的理论理解蜂窝Kitaev材料在磁场。我们的重点是具有自旋费米表面的无带隙U(1)自旋液体,它已被证明是场诱导相。我们证明,在存在的自旋允许的,第二邻居Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用这些自旋液体引起一个有限的,非量子化的,热霍尔电导在磁场。这种热霍尔效应的微观起源可以追溯到Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和塞曼耦合的相互作用,它产生了内部U(1)规范通量,扭曲了出射自旋子的运动。我们认为,这种非量子化的热霍尔效应是一个通用的响应Kitaev模型的耦合范围。
2019-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Zig-Zag magnetic order and potential Kitaev interactions in the spin-1 honeycomb lattice KNiAsO$_4$
尽管Kitaev自旋哈密顿量的含义令人兴奋,但发现和确认量子自旋液体状态已被证明是难以置信的困难。最近,该模型的适用性已扩大通过发展的自旋1 Kitaev相互作用的微观描述。在这里,我们探讨了一个候选的自旋1蜂窝系统,KNiAsO $_4$,它符合许多建议的标准,以产生这样的相互作用。体测量揭示了反铁磁转变在$\sim$ 19 K,这是一般的强大的施加磁场。中子衍射测量显示具有$\textbf{k}=(\frac{3}{2},0,0)$有序矢量的磁序,这导致了被认为与自旋液体基态相邻的众所周知的"之字形”磁结构。场相关衍射表明,虽然结构是鲁棒的,但场可以调谐有序矩的方向。非弹性中子散射实验表明,一个定义良好的间隙自旋波谱没有证据的连续预期的分数激发。自旋波的建模表明,扩展Kitaev自旋哈密顿一般是必要的,以模拟的频谱和再现所观察到的磁序。第一性原理计算表明,Pd在Ni亚晶格上的取代可以增强Kitaev相互作用,同时减弱交换相互作用,从而使KNiAsO $_4$更接近自旋液体基态.
2022-09-21 cond-mat.mtrl-sci 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
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
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
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
CaCo$_2$TeO$_6$: A topochemically prepared 3$d^7$ honeycomb Kitaev magnet
本研究通过拓扑化学方法合成CaCo$_2$TeO$_6$,发现其具有更接近立方对称的结构,在约4 T低磁场下即可抑制磁有序,为探索Kitaev量子自旋液体提供了理想平台。
2024-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Relevance of the Heisenberg-Kitaev model for the honeycomb lattice iridates A_2IrO_3
结合热力学测量、密度泛函理论和热力学计算,我们证明了蜂窝状晶格铱酸盐A2 IrO 3(A = Na,Li)是磁有序的莫特绝缘体,其有效自旋轨道S = 1/2磁矩的磁性可以用海森堡-Kitaev(HK)模型捕获,海森堡相互作用超过最近邻交换.在实验上,我们观察到Curie-Weiss温度从Na_2IrO_3的θ=-125K增加到Li_2IrO_3的θ=-33K,而反铁磁有序温度大致保持不变,两种材料的T_N = 15 K。利用有限温度泛函重整化群计算,我们证明了这种θ,T_N,阻挫参数f = θ/T_N的演化,以及密度泛函理论对这两种材料提出的Z字形磁有序结构都可以在这个扩展的HK模型中得到。结合我们的实验和理论结果,我们估计,Na 2 IrO 3是深的磁有序区的HK模型(α \approx 0.25),而Li 2 IrO 3似乎是接近自旋液体区(0.6 < α< 0.7)。
2012-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Machine-Learned Phase Diagrams of Generalized Kitaev Honeycomb Magnets
University of Munich(慕尼黑大学);Munich Center for Quantum Science and Technology(慕尼黑量子科学与技术中心);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学)
我们使用最近开发的可解释的和无监督的机器学习方法,张量核支持向量机(TK-SVM),研究了蜂窝晶格上的广义Heisenberg-Kitaev- $Γ$($J$ - $K$ - $Γ$)模型的低温经典相图。除了再现以前的量子和经典研究报告的阶段,我们的机器发现了一个迄今为止错过的嵌套条纹顺序,并建立了一个最近确定的调制$S_3 \times Z_3$阶段的鲁棒性,出现通过Kitaev和$Γ$自旋液体之间的竞争,对海森堡相互作用。结果表明,在由三种主要交换相互作用-- $J$、$K$和$Γ$--所跨越的受限参数空间中,具有代表性的Kitaev材料$α$位于几个相的边界附近,包括简单的铁磁体、非常规的$S_3 \times Z_3$和嵌套的带状磁体。Z字形序通过有限的$Γ^{\prime}$和/或$J_3$项来稳定,而四个磁序可以竞争,特别是如果$Γ^{\prime}$是反铁磁的。
2021-09-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cs.LG
Honeycomb-structure RuI3, a new quantum material related to α-RuCl3
Kitaev模型预测,量子自旋液体(QSL)将在某些特定条件下在低温下形成,并且经常寻找承载QSL状态的材料。层状蜂窝晶格材料α-RuCl 3已经成为显示Kitaev QSL态的主要候选者。在这里,我们描述了一种新的多晶型的RuI 3与层状蜂窝状晶格结构,在适度的高压和稳定的环境条件下合成。初步表征揭示了金属,顺磁性行为,没有长程磁序下降到0.35 K和一个异常大的T-线性的贡献,在低温下的热容。我们建议,这种RuI 3相,具有层状蜂窝晶格和强自旋-轨道耦合,提供了一个新的途径,量子材料的表征。
2021-08-29 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
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
Ultralow-temperature thermal conductivity of the Kitaev honeycomb magnet $α$-RuCl$_3$ across the field-induced phase transition
近年来,在强磁场下Kitaev蜂窝状磁体$α$ -RuCl $_3$中是否存在量子自旋液体的争论日益激烈。为了研究这个问题,我们对$α$单晶进行了低至80 mK和高至9 T的超低温热导率测量。我们的实验清楚地表明,在$H_c$ $\approx$ 7.5 T,以上的锯齿形磁序被完全抑制发生场诱导的相变。在7.5 T处的热导率最小值归因于磁涨落对声子的强烈散射。最重要的是,在7.5 T以上,我们没有观察到来自无隙磁激发的热导率的任何显著贡献,这对$α$ $_3$的高场相的性质施加了强约束。
2017-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Introducing the monoclinic polymorph of the Kitaev magnet Na$_{2}$Co$_{2}$TeO$_{6}$
本文报道了Kitaev磁体Na$_{2}$Co$_{2}$TeO$_{6}$的单斜多晶型,通过中子衍射发现其在9.6 K以下形成面内之字形反铁磁序,且该序可被6 T磁场抑制,为研究蜂窝钴酸盐中的Kitaev物理提供了新平台。
2023-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crystalline water intercalation into the Kitaev honeycomb cobaltate Na$_2$Co$_2$TeO$_6$
Tokyo University of Agriculture and Technology(东京农工大学);Kanagawa University(神奈川大学)
通过水插入调控Na$_2$Co$_2$TeO$_6$的磁性性质,发现其反铁磁转变和磁熵特征,验证了中性分子插入在量子磁体工程中的潜力。
2025-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergence of the Isotropic Kitaev Honeycomb Lattice with Two-dimensional Ising Universality in α-RuCl$_3$
本研究首次在α-RuCl$_3$晶体中观察到各向同性Kitaev蜂窝晶格堆叠,并发现其反铁磁有序及二维Ising临界行为,为探索Kitaev量子自旋液体物理提供了新平台。
2016-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Designing Kitaev spin liquids in metal-organic frameworks
Kitaev的蜂窝格子自旋模型是一个引人注目的精确可解模型,它以一种特殊类型的自旋液体(Kitaev自旋液体)作为基态。尽管最近已经积极地讨论了其在铱酸盐和$α$ $_3$中的可能实现,但是这些材料具有实质性的非Kitaev直接交换相互作用并且不具有自旋液体基态。我们提出了金属有机框架(MOFs)与Ru $^{3+}$(或Os $^{3+}$)形成蜂窝晶格作为一个更理想的实现Kitaev型自旋模型,其中的直接交换相互作用被强烈抑制的有前途的候选人。MOFs的巨大灵活性允许推广到其他三维晶格,用于各种自旋液体的潜在实现,例如Weyl自旋液体。
2017-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph