Non-Kitaev spin liquids in Kitaev materials
指出Kitaev材料不一定支持Kitaev自旋液体。众所周知,自旋相互作用中存在Kitaev项并不是Kitaev自旋液体基态的充分条件。许多其他自旋液体可以通过系统的竞争自旋相互作用来稳定。因此,我们探索的可能性非Kitaev自旋液体的蜂窝Kitaev材料。我们用Schwinger玻色子表示自旋变量,对带隙的$\mathbb{Z}_2$自旋液体进行了系统的分类。Kitaev材料中强自旋轨道耦合的存在为非Kitaev自旋液体的投射对称群分类带来了新的成分。我们预测了这些带隙非Kitaev自旋液体的光谱性质。此外,在我们发现的带隙自旋液体中,我们确定了自旋液体,其自旋凝聚导致在Na $_2$ IrO $_3$和$α$ -RuCl $_3$中观察到的Z字形磁序的磁布拉格峰结构。我们进一步讨论了带隙$\mathbb{Z}_2$自旋液体的可能性和从锯齿形磁序到加压$α$ -RuCl $_3$自旋二聚的去限制量子临界性。
2019-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Realization and detection of Kitaev quantum spin liquid with Rydberg atoms
本文提出在形变里德伯原子蜂窝阵列中借助激光辅助偶极相互作用和范德瓦耳斯作用构建纯 Kitaev 模型,并通过 Zeeman 场实现非阿贝尔手征自旋液体,且给出 Bragg 散射与手征运动成像探测方案。
2023-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Manipulating Topological Quantum Phase Transitions of Kitaev's Quantum Spin Liquids with Electric Fields
本文提出利用电场调控 Kitaev 量子自旋液体中 Majorana 费米子的质量及拓扑量子相变,通过对称性分析和精确对角化揭示了电磁场下的通用相图,并为 $α$-RuCl3 等候选材料提供了独特的实验特征。
2023-08-01 cond-mat.str-el quant-ph
Assembling Kitaev honeycomb spin liquids from arrays of 1D symmetry protected topological phases
California Institute of Technology(加州理工学院);Rice University(莱斯大学);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所)
通过1D对称保护拓扑相阵列构建Kitaev蜂窝自旋液体,利用异常边缘模式和额外扰动实现无能隙量子自旋液体。
2023-05-18 cond-mat.str-el quant-ph
A Possible Fermi liquid in the lightly doped Kitaev spin liquid
本文研究了轻掺杂Kitaev自旋液体(DKSL),发现它是一种费米液体。DKSL在布里渊区中心周围有一个封闭的费米面,其量子化体积由Luttinger定理确定。它在费米面附近有明确的准粒子,可以在角分辨光电子能谱中检测到。DKSL具有拓扑Kitaev自旋液体(KSL)作为其中性背景。它违反了Wiedemann-Franz定律,并且具有很大的Wilson比。这些结果对铱酸盐掺杂的实验研究具有潜在的意义。
2011-12-20 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
Local Raman Spectroscopy of Chiral Majorana Edge Modes in Kitaev Spin Liquids and Topological Superconductors
从理论上研究了Kitaev自旋液体和拓扑超导体的Majorana边模在局域光激发下的喇曼散射。虽然有效的一维模型是共同的这两种情况下,耦合到电磁场是不同的。发现Kitaev自旋液体中低能拉曼光谱与$ω^3$标度,而拓扑超导体中的拉曼光谱显示出能隙。这与红外吸收形成鲜明对比,其中光谱显示Kitaev自旋液体中的带隙,而它的行为与拓扑超导体中的$\sim ω^2$相似。这表明,电动力学的马约拉纳边缘模式取决于他们的高维起源。对作为Kitaev自旋液体候选物的$α$ -RuCl $_3$给出了喇曼散射强度的实际估算。
2021-06-09 cond-mat.str-el
Field-Driven Gapless Spin Liquid in the Spin-1 Kitaev Honeycomb Model
最近提出的自旋-1 Kitaev材料,如蜂窝镍氧化物与重元素的Bi和Sb,已经表明,这些化合物自然会引起反铁磁(AFM)Kitaev耦合。这种原子力显微镜Kitaev系统的概念兴趣已经引发了在原子力显微镜自旋1/2 Kitaev模型中的中间场强度的无间隙$U(1)$自旋液体的过渡的观察。然而,所有迄今已知的自旋1/2 Kitaev材料表现出铁磁键方向交换。在这里,我们讨论的物理自旋-1 Kitaev模型在磁场中,并显示,通过广泛的数值分析,AFM耦合,它表现出一个扩展的无隙量子自旋液体在中等场强。与其自旋1/2对应物的密切类比表明,这种无隙自旋液体是具有中性费米表面的$U(1)$自旋液体,这引起了增强的热输运特征。
2020-01-21 cond-mat.str-el
Crystalline Kitaev spin liquids
挫磁系统呈现出许多迷人的相。其中最重要的是量子自旋液体,即使在零温度下,磁矩也不有序。量子自旋液体的一个子类称为Kitaev自旋液体特别令人感兴趣,因为它们是完全可解的,可以在某些材料中实现,并且显示出各种各样的无隙和带隙相。在这里,我们表明,非对称的对称性可以丰富自旋液相,这样的低能量自旋自由度形成三维狄拉克锥或节链。此外,我们建议如何Kitaev自旋液体可以实现在金属有机框架。
2017-09-27 cond-mat.str-el
Magnetic Field Induced Spin Liquids in S=1 Kitaev Honeycomb Model
利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究了自旋S=1的Kitaev蜂窝模型在磁场作用下的基态性质.利用磁场引起的时间反演对称性破缺,确定了铁磁(FM)和反铁磁(AFM)Kitaev耦合的带隙Kitaev自旋液体。近量子化的威尔逊圈、纠缠谱的简并性和边缘模的存在,表明了Kitaev自旋液体的拓扑性质。虽然FM Kitaev自旋液体被破坏由一个较弱的磁场$H_*^\text{FM}$,原子力显微镜的表现出的鲁棒性高达一个数量级更大的临界场$H_*^\text{AFM}$。此外,一个中间的反磁性相只出现在AFM的情况下,在较大的领域,$H_*^\text{AFM} < H < H_{**}^\text{AFM}$,过渡到高场极化顺磁体之前。Kitaev自旋液体对海森堡相互作用的稳定性也进行了检查。我们的研究结果可能会进一步激发最近提出的S=1 Kitaev材料的研究。
2020-09-22 cond-mat.str-el
Polarization-dependent chiral transport and chiral solitons in spin Kitaev models
本文提出构建自旋Kitaev模型的方案,通过自旋交换相互作用与Floquet脉冲结合,揭示依赖极化的手性输运及孤子特性,为弯曲空间输运模拟与多领域应用开辟新路径。
2025-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Kitaev quasiparticles in a proximate spin liquid: A many-body localization perspective
我们研究了Kitaev准粒子作为Fock空间局域化现象在扰动海森堡相互作用下的稳定性。我们确定Kitaev状态的局部化,分形或离域的确切本征态的Fock空间中的参数制度,与前两个意味着准粒子稳定性。有限温度的计算表明,一个vison间隙,和一个非零元格威尔逊圈在低温下,这两个特性的deconfined Kitaev自旋液相,坚持远远进入相邻的阶段,有一个相伴的条纹自旋密度波(SDW)秩序。Kitaev材料的关键实验含义是,在特征能量标度以下,与SDW排序无关,Kitaev准粒子是稳定的。
2020-08-07 cond-mat.str-el
Thermally induced metallic phase in a gapped quantum spin liquid - a Monte Carlo study of the Kitaev model with parity projection
热化是一个概率过程。因此,一般认为,当我们增加系统的温度时,它的经典行为支配它的量子相干性。通过采用吉布斯状态的一个几何不变的量子自旋液体- Kitaev的蜂窝晶格模型-我们证明了绝缘相在$T=0$成为纯金属通过增加温度。特别是,我们计算的有限温度分布的能量,并表明,它发散的热力学,因为我们移动到小的能量。相应的波函数变得与Anderson跃迁一样临界。这些特性是在一个新的精确蒙特卡罗方法,模拟Kitaev模型的有限温度行为。特别是,我们考虑到投影到物理宇称部门,需要识别的拓扑退化的模型。我们的工作打开了在自旋液体实验中检测热金属行为的可能性。
2018-09-12 cond-mat.str-el quant-ph
Emergent magnetic order in the antiferromagnetic Kitaev model with a [111] field
Indiana University(印第安纳大学);University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学);University of Waterloo(滑铁卢大学)
研究抗磁性凯它夫模型在[111]磁场下的量子相变,发现其经历两种中间相态,分别具有条纹和手性序,最终进入平凡部分极化相,与先前研究不同。
2023-11-06 cond-mat.str-el quant-ph
Hole propagation in the Kitaev-Heisenberg model: From quasiparticles in quantum Neel states to non-Fermi liquid in the Kitaev phase
我们探讨了精确对角化的一个单一的孔在四个磁相的t-J-like Kitaev-Heisenberg模型的蜂窝晶格上的传播:Neel反铁磁,条纹,锯齿形和Kitaev自旋液相。我们发现自旋极化子准粒子在反铁磁相中的相干传播机制与高$T_c$铜酸盐的$J$模型中的机制相似。在条纹和锯齿形阶段,清晰的准粒子特征出现在那些传播子的光谱函数中,其中空穴在一个子晶格上产生和湮灭,而它们在对应于光电子发射实验的光谱函数中基本上保持{ \it隐藏}。作为最令人惊讶的结果,我们发现一个完全不相干的光谱重量分布的光谱函数的一个洞移动在Kitaev自旋液相中的强耦合制度相关的虹膜。在中等耦合下,有限系统计算揭示了在$Γ$点处的准粒子,然而,我们发现无带隙自旋激发消除了有限动量处的准粒子。同样对于这个更微妙的情况下,我们得出结论,在热力学极限轻掺杂Kitaev液相不支持准粒子状态附近的$Γ$,因此产生{ \it非费米液体},与早期的建议的基础上从玻色子的研究。这些意见支持Kitaev自旋液体制度的动态自旋结构因子的研究。
2014-07-11 cond-mat.str-el
Towards Kitaev Spin Liquid in 3d Transition Metal Compounds
本文综述了在三维电子系统中寻找Kitaev自旋液态的最新进展。蜂窝状钴酸盐是最近提出的实现Kitaev自旋液体状态的有希望的候选者,这是由于与4d和5d离子相比,3d离子的波函数更局域化,并且交换哈密顿量易于调谐,有利于Kitaev相互作用。几个关键参数,有很大的影响,如电荷转移间隙和三角晶场的交换常数,确定和讨论。特别强调了通过应变或压力调节晶场效应是一种有效的相位控制方法,可以将磁有序钴酸盐转变为自旋液体。实验结果表明存在强Kitaev相互作用的层状蜂窝钴酸盐进行了讨论。最后,对未来的研究方向进行了展望。
2021-10-02 cond-mat.str-el
The vicinity of hyper-honeycomb $β$-Li2IrO3 to a three-dimensional Kitaev spin liquid state
由于大量的自旋-轨道耦合和相关效应的组合,氧化铱在寻找物质的新量子态中占据突出的位置,包括,例如,Kitaev自旋液体和拓扑Weyl态。在这方面,我们建立了最近合成的超蜂窝状铱酸盐$β$ -Li 2 IrO 3的承诺。详细的理论分析揭示了大的铁磁第一邻居Kitaev相互作用的存在下,而第二邻居反铁磁海森堡交换驱动器的基态从铁到锯齿通过一个三维Kitaev自旋液体和一个无公度相。实验将系统置于后一种状态,但Kitaev自旋液体非常接近,并且可以通过稍微修改第二和第一相邻耦合之间的比率来达到,例如通过应变。
2016-03-13 cond-mat.str-el
Entanglement in 3D Kitaev Spin Liquids
量子自旋液体是一种自旋自由度分数化的量子液体。一类有趣的自旋液体是完全可解的三维Kitaev自旋液体。它们的分形激发是Majonara费米子,它可能表现出各种拓扑能带结构-从拓扑保护的Weyl半金属结半金属到具有Majorana费米子表面的系统。我们研究了这种Kitaev自旋液体的纠缠谱,并验证了它与拓扑保护边谱密切相关。此外,我们发现在某些情况下,纠缠谱包含更多的拓扑特征的信息比表面谱,从而提供了一个简单而可靠的工具来探测系统的拓扑结构。
2018-06-21 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
Phonon Dynamics in the Chiral Kitaev Spin Liquid
本文用受约束费米子自洽平均场方法研究含 Zeeman 项和三自旋项 κ 的扩展 Kitaev 模型,并通过与 Majorana 激发耦合的声学声子动力学揭示 QSL 稳定性的磁场方向依赖。
2024-12-05 cond-mat.str-el
Topological phase transition to Abelian anyon phases due to off-diagonal exchange interaction in the Kitaev spin liquid state
研究了Kitaev磁体候选材料中存在的非Kitaev相互作用对由Majorana费米子与$Z_2$规范场耦合描述的Kitaev自旋液态的影响.结果表明,在反铁磁Kitaev相互作用下,非对角交换作用($Γ'$项)显著地改变了Majorana能带结构,并引起了从陈氏数等于$\pm 1$的非阿贝尔拓扑相到陈氏数等于$\pm 2$的阿贝尔相的拓扑相变,其中$Z_{2}$涡旋表现为阿贝尔任意子.另一方面,其他非Kitaev相互作用,如海森堡相互作用和$Γ$项,只影响马约拉纳带的带宽,只要自旋液体状态不稳定。
2020-03-12 cond-mat.str-el
Probing Chiral Kitaev Spin Liquids via Dangling Boundary Fermions
针对凝聚态物理中探测极端量子行为的难题,该研究提出利用STM测量边界局域动力学自旋结构因子,通过Kitaev自旋液体边界自然产生的悬挂Majorana费米子识别手性边界模,为探测手性Kitaev自旋液体这一奇异量子态提供了新方法。
2024-11-04 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
Kitaev-Heisenberg model on the star lattice: From chiral Majorana fermions to chiral triplons
本文研究了星形晶格上Kitaev-Heisenberg模型的相图,发现反铁磁区域中阻挫与Kitaev交换共同稳定了单重态和键选择性三重态价键固体相,并揭示这些相在弱磁场下可承载高陈数的手性三重子激发。
2024-06-10 cond-mat.str-el
Disentangling Kitaev Quantum Spin Liquid
Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University(上海交大李政道研究所);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
通过Clifford电路方法解缠Kitaev量子自旋液体的纠缠,提升经典模拟效率并减少量子设备资源消耗。
2025-11-25 cond-mat.str-el quant-ph
Analytic calculation of the vison gap in the Kitaev spin liquid
针对Kitaev自旋液体的vison能隙此前仅能数值计算的问题,提出通过解析计算单键翻转散射马约拉纳费米子的相移,得到vison能隙闭式表达式,且方法可推广至更复杂晶格的Kitaev自旋液体。
2024-07-11 cond-mat.str-el
Quantum spin liquid ground states of the Heisenberg-Kitaev model on the triangular lattice
利用Schwinger玻色子方法研究了三角晶格上二维Heisenberg-Kitaev模型的量子无序基态。我们的目的是确定和表征潜在的间隙量子自旋液体阶段,稳定的各向异性Kitaev相互作用。对于反铁磁海森堡和Kitaev耦合和足够小的自旋$S$,我们发现三个不同的对称$Z_2$自旋液相,分离的两个连续的量子相变。有趣的是,元激发的间隙在整个跃迁过程中保持有限。第一自旋液相对应于海森堡极限中的众所周知的零通量状态,其相对于小Kitaev耦合是稳定的,并且在大$S$时在半经典极限中发展$120^\circ$阶。在相反的Kitaev极限,我们发现一个不同的自旋液体基态,这是一个量子无序版本的磁有序状态与反铁磁链,根据在经典极限的结果。最后,在中间耦合,我们发现一个自旋液体状态与非常规的自旋相关。自旋凝聚后,这种状态的发展布拉格峰在非公度动量密切类似的磁有序Z2涡旋晶体相,这已在最近的理论工作进行了分析。
2016-11-16 cond-mat.str-el
Novel chiral quantum spin liquids in Kitaev magnets
莫特绝缘体在足够强的自旋-轨道耦合作用下可以呈现出具有拓扑有序和分数激发的量子自旋液体相。当外加一个小的正磁场时,具有Kitaev自旋交换作用的量子磁体可以容纳一个带隙的量子自旋液体,该液体具有一个逆时针方向传播的Majorana边模.在这里,我们展示了如何在一个足够强的正磁场下的拓扑过渡到带隙的量子自旋液体与两个马约拉纳边缘模式在顺时针方向传播发生。发现Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用使非手征Kitaev无隙量子自旋液体转变为在两个Dirac点具有相等Berry相的手征液体。热霍尔电导实验为预言的新型拓扑带隙量子自旋液体态提供了证据。
2020-06-02 cond-mat.str-el
Spin-Liquid--to--Spin-Liquid Transition in Kitaev Magnets Driven by Fractionalization
虽然物质的三种状态--长程有序状态、顺磁体和自旋液体--的磁性类似物之间的相变已经被广泛研究,但“液-液”转变的可能性,即不同自旋液体之间的可能性,仍然是难以捉摸的。通过在具有键不对称性的蜂窝Kitaev模型中引入附加的Ising耦合,我们发现Kitaev自旋液体在Ising耦合建立磁序之前,就已经转变为自旋-自旋量子顺磁.两种液体状态之间的量子相变伴随着由分数激发($Z_2$规范通量)驱动的拓扑变化,并且是一阶的。在有限的温度下,这会产生一个持续的一阶跃迁线,终止于量子自旋被分解的区域内部深处的临界点。这表明,类似的转变可能会发生在其他扰动Kitaev磁铁与键不对称。
2017-02-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Characterizing spin-one Kitaev quantum spin liquids
具有$S$ =1/2局域矩的键相关Kitaev相互作用的物质实现,使量子自旋液体的研究活跃起来。最近,有人提出,Kitaev相互作用的高自旋类似物也可能发生在一些具有强自旋轨道耦合的材料中。与蜂窝格子上著名的$S$ =1/2 Kitaev模型不同,高自旋Kitaev模型是不完全可解的。因此,在这些系统中是否存在量子自旋液体仍然是一个悬而未决的问题。本文利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法对具有铁磁(FM)和反铁磁(AFM)相互作用的$S$ =1 Kitaev模型进行了数值研究.利用不同周长的圆柱几何的结果,我们得出$S$ =1 Kitaev模型的基态是具有$\mathbb{Z}_2$规范结构的量子自旋液体.我们还提出了一个约束的激发间隙,这原来是相当小的。FM和AFM模型的磁场响应与$S$ =1/2对应模型的磁场响应相似。特别地,在AFM $S$ =1模型中,在系统进入平凡极化状态之前,在磁场强度的中间窗口中出现无间隙量子液态。
2021-02-20 cond-mat.str-el
Tuning the Chern number of Kitaev quantum spin liquid
The University of Tokyo(东京大学);Department of Physics and Natural Science Research Institute, University of Seoul(首尔大学物理与自然科学研究所);Department of Applied Physics, Kyung Hee University(庆熙大学应用物理系);School of Physics, Korea Institute for Advanced Study(韩国高等科学研究院物理学院)
本文通过微扰理论展示了通过连续相变调节Kitaev量子自旋液体的陈数的可能性。
2025-05-29 cond-mat.str-el
A quantum spin liquid phase in the Kitaev-Hubbard model
量子自旋液体(QSL)态已经在Kitaev类材料中得到了广泛的研究,如铱氧化物$A_2$、IrO $_3$和$α$ $_3$ .利用费米子投影纠缠对态(fPEPS)方法,采用含键依赖跳跃项的半填充Kitaev-哈伯德模型描述类Kitaev材料.我们发现在莫特绝缘体相变附近存在一个QSL相,随着Hubbard $U$的减小,QSL相向半金属相有很强的一级相变.我们认为,一个有前途的例行寻找QSL是找到铱氧化物附近的莫特绝缘体过渡。
2022-10-05 cond-mat.str-el
Raman Spectroscopic Investigation of Kitaev Quantum Spin Liquids
School of Physical Sciences, Indian Institute of Technology Mandi(印度管理学院曼迪分校物理科学学院)
本文围绕寻找拓扑鲁棒量子比特展开,探讨基塔耶夫量子自旋液体系统,介绍其在外部场下的转变及早期理论预测与实验的差异,核心方法是拉曼光谱,主要贡献是全面讨论其作为探测基塔耶夫量子自旋液体探针的潜力。
2026-07-09 cond-mat.str-el
Impact of off-diagonal exchange interactions on the Kitaev spin liquid state of $α$-RuCl$_3$
受Kitaev自旋液体候选材料$α$的半量子化霍尔热导率的最近实验观察的启发[ Y. Kasahara等人,Nature 559,227(2018)],我们研究了存在于真实材料中的非Kitaev交换相互作用对在施加磁场的情况下实现的带隙手性自旋液态的影响。研究发现,非对角交换相互作用显着增强了马约拉纳费米子的质量间隙。这一结果为上述实验中观察到的霍尔热导率的稳健量化提供了可能的解释。此外,我们还证明了如果Kitaev自旋液体态和Z字形反铁磁序同时存在于两相边界附近,非对角交换相互作用可以诱导Majorana费米子的费米面,导致类似于U(1)自旋液体的状态.
2019-05-21 cond-mat.str-el
Theory of quasiparticle interference in Kitaev quantum spin liquids
本文理论上研究了Kitaev量子自旋液体中电子隧穿产生的准粒子干涉,发现其可揭示分数化激发特征,并可作为识别该量子自旋液体及其分数化激发的有效工具。
2025-03-27 cond-mat.str-el
Engineering the Kitaev spin liquid in a quantum dot system
该研究提出利用各格点磁场方向不同的半填充 Fermi-Hubbard 系统,在十二个量子点组成的单个六边形 plaquette 上实现并实验探索 Kitaev 自旋液体。
2024-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A higher dimensional generalization of the Kitaev spin liquid
Rutgers University(罗格斯大学);Royal Holloway University of London(伦敦皇家霍洛威学院)
本文提出一个四维Kitaev自旋液体可解模型,展示其费米面由二维表面构成,并评估了创建vison的能量成本,揭示了高维分数化实现的可能。
2026-03-26 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
Probing spinon nodal structures in three-dimensional Kitaev spin liquids
我们认为共振非弹性X射线散射(RIXS)是研究三维Kitaev自旋液体中分形激发的有效方法。虽然非自旋守恒RIXS响应主要由规范通量激发和再现非弹性中子散射响应,自旋守恒(SC)RIXS响应拿起马约拉纳费米子激发,并检测它们是否在外尔点,节线,或费米面无间隙。作为对称性分解的特征,SC RIXS响应在$Γ$点周围受到抑制。在技术层面上,我们计算了精确的SC RIXS响应的Kitaev模型上的hyperhoneycomb,stripyhoneycomb,hyperhexagon,hyperoctagon晶格,认为我们的主要结果也适用于通用的3D Kitaev自旋液体超出这些完全可解的模型。
2017-05-16 cond-mat.str-el
Low-energy Spin Dynamics of the Honeycomb Spin Liquid Beyond the Kitaev Limit
研究了Kitaev蜂窝状量子自旋液体在一般交换耦合作用下偏离其精确可溶极限的低能动力学自旋结构因子的一般特征.我们发现,自旋间隙仍然存在于Kitaev海森堡模型,但一般消失提供更通用的自旋允许的相互作用存在。我们制定的通用扩展的自旋算子的分数马约拉纳费米子运营商根据对称性丰富的拓扑秩序的Kitaev自旋液体,描述其投影对称群。动力学自旋结构因子显示幂律标度的狄拉克锥附近的$Γ$,$K$和$K'$点的布里渊区,而不是自旋间隙发现的完全可溶点。
2016-05-02 cond-mat.str-el
Quantum subspace expansion approach for simulating dynamical response functions of Kitaev spin liquids
University of Exeter(埃克塞特大学);National Physical Laboratory(英国国家物理实验室);Royal Holloway, University of London(伦敦大学皇家霍洛威学院)
本文提出基于量子子空间展开的量子模拟方法,结合对称引导拟设等技术模拟有限磁场下Kitaev自旋液体的动力学响应相关性质,验证了量子模拟器在强关联磁体研究中的应用价值。
2024-07-05 cond-mat.str-el quant-ph
Vaporization of Kitaev spin liquids
量子自旋液体是磁体中物质的一种奇异量子态。这种状态是液态氦的自旋类似物,由于强烈的量子涨落,液态氦不会凝固到最低温度。在传统的流体中,液体和气体具有相同的对称性,并通过绕过临界端点而相互连接。我们发现,在三维Kitaev模型中实现的量子自旋液体中,情况有质的不同,低温下的无带隙和带隙量子自旋液体相总是通过相变与高温顺磁体(自旋气体)相区别开来.这些结果挑战了普遍的信念,即在最低温度下没有热力学奇点是量子自旋液体的症状。
2014-10-11 cond-mat.str-el
Gapless Kitaev Spin Liquid to Classical String Gas through Tensor Networks
我们提供了一个框架来理解的无隙Kitaev自旋液体(KSL)的张量网络(TN)的语言。在不引入马约拉纳费米子的情况下,KSL的对称性、规范结构、临界性和无涡旋性等特性都可以用一个紧凑的TN表象来解释。我们的构造揭示了KSL的一个隐藏的弦状气体结构。通过两个变分参数的调整,我们得到了键维D = 8的KSL近似,其能量比精确的KSL近似高0.007%。此外,在我们的结构中,能隙的打开和由磁场驱动的非阿贝尔相位是自然理解的。
2019-08-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Probing the stability of the spin liquid phases in the Kitaev-Heisenberg model using tensor network algorithms
我们利用无限纠缠对投影态张量网络和直接在热力学极限下的波函数研究了Kitaev-Heisenberg模型中自旋液相的范围。为了评估的准确性,我们执行基准对准确的Kitaev模型的结果,并找到非常好的协议,为各种观测值的反波函数。在Kitaev-Heisenberg模型的情况下,我们确认存在6种不同的相:Néel相,条纹相,铁磁相,锯齿相和两个自旋液相。我们发现有限的范围内的自旋液相和不连续的相变连接它们的碎相。
2014-11-27 cond-mat.str-el physics.comp-ph
Nontrivial Triplon Topology and Triplon Liquid in Kitaev-Heisenberg-type Excitonic Magnets
强自旋-轨道耦合和相关性的结合,例如在双烯酸盐和铱酸盐中,已经被提出作为实现具有非平凡拓扑性质的量子材料的手段。我们在这里讨论莫特绝缘体的现场自旋轨道耦合有利于本地$J_{\textrm{tot}}=0$单线态基态。我们研究了激发到一个低的三重态,三重子,并发现他们收购非平凡带拓扑结构中的磁场。我们还评论的磁状态产生的三体凝聚,在那里我们发现,除了相同的有序相已知的$J_{\textrm{tot}}=\tfrac{1}{2}$ Kitaev-海森堡模型,一个三体液体Kitaev的自旋液体的参数空间。
2019-04-30 cond-mat.str-el
Field-induced Kitaev multipolar liquid in spin-orbit coupled $d^{2}$ honeycomb Mott insulators
Kitaev模型描述了莫特绝缘体中自旋-轨道纠缠偶极矩之间的键依赖伊辛自旋相互作用,为研究量子自旋液体提供了一种新的途径.基于$5d^2$莫特绝缘体中四极矩之间的另一种类型的键依赖相互作用,我们提供了一种微观途径来揭示Kitaev多极液体,其特征在于非Kramers双峰携带多极矩的分馏激发。关键成分是磁场,它允许通过与激发三重态混合来实现键各向异性四极-八极相互作用。讨论了在实际材料中实现该相特征的条件。
2023-03-07 cond-mat.str-el
Honeycomb oxide heterostructure: a new platform for Kitaev quantum spin liquid
Kitaev量子自旋液体,即大规模量子纠缠态,在自然界中是非常稀缺的,寻找新的候选系统仍然是一个巨大的挑战。蜂窝异质结构可能是一个有前途的路线,以实现和利用这样一个奇异的量子相,通过提供额外的可控性的哈密顿量和设备兼容性,分别。在这里,我们提供了外延蜂窝状氧化物薄膜Na 3Co 2SbO 6,最近提出的Kitaev量子自旋液体的候选者。我们发现一个自旋玻璃和反铁磁基态依赖于钠的化学计量,这不仅意味着钠空位控制的重要性,但也强烈的挫折在Na3Co2SbO6。尽管其经典的基态,场依赖的磁化率显示出显着的标度崩溃与一个单一的临界指数,这可以解释为量子临界性的证据。其电子基态和自旋哈密顿量与Kitaev模型的预言一致。我们的工作为Kitaev量子自旋液体的实现和应用提供了一条独特的途径。
2023-02-09 cond-mat.str-el
Gapless excitations in non-Abelian Kitaev spin liquids with line defects
我们发现,线缺陷在非阿贝尔Kitaev自旋液体港口无隙的一维马约拉纳模式,如果跨缺陷的相互作用低于一个临界值。在平均场近似下处理线缺陷处的弱相互作用,我们确定了临界相互作用强度作为外部磁场的函数。在无带隙的制度,我们使用低能有效场论计算的自旋晶格弛豫率的核自旋附近的缺陷,并找到一个立方温度依赖性,同意在Kitaev材料$α\text{-RuCl}_3$的实验。
2022-01-07 cond-mat.str-el
Fractionalized Fermi liquids and exotic superconductivity in the Kitaev-Kondo lattice
分馏费米液体(FL $^\ast$)作为非费米液体金属相被引入,其特征在于共存的类电子载流子和局部磁矩,其本身形成分馏自旋液体。在这里,我们研究了蜂窝晶格上的近藤晶格模型与指南针之间的相互作用的本地时刻,一个具体的模型托管FL $^\ast$阶段的基础上Kitaev的$\mathbb{Z}_2$自旋液体。我们通过微扰理论表征FL $^\ast$相位,并采用马约拉纳费米子平均场论绘制出完整的相图。最值得注意的是,我们发现了三重态超导相,它掩盖了分馏和常规费米液相之间的量子相变。它们的配对结构继承自Kitaev自旋液体,即,超导电性是由马约拉纳胶驱动的。
2018-02-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Chiral bosonic quantum spin liquid in the integer-spin Heisenberg-Kitaev model
Institut Néel, Université Grenoble Alpes and CNRS(内勒研究所,格勒诺布尔阿尔卑斯大学及法国国家科学研究中心);Departamento de Física Teórica de la Materia Condensada, Condensed Matter Physics Center (IFIMAC) and Instituto Nicolás Cabrera, Universidad Autónoma de Madrid(凝聚态物理理论系,凝聚态物理中心(IFIMAC)及尼古拉斯·卡布雷拉研究所,马德里自治大学)
本文研究了整数自旋海森堡-基塔耶夫模型中的手性玻色量子自旋液体,通过推导包含单重和三重配对通道的辛格玻色平均场理论,结合精确对角化和大自旋近似,识别出多种竞争的有间隙量子自旋液体,并提出了一种可能的自旋液体候选态。
2026-05-18 cond-mat.str-el
One Proximate Kitaev Spin Liquid in the $K$-$J$-$Γ$ Model on the Honeycomb Lattice
除了Kitaev($K$)相互作用之外,候选Kitaev材料还具有海森堡($J$)和非对角对称($Γ$)耦合。采用变分蒙特卡罗(VMC)方法研究了蜂窝晶格上的量子($S = 1/2$)$K$-$J$ - $Γ$模型.除了“通用”Kitaev自旋液体(KSL),我们发现,只有一个接近KSL(PKSL)相,而其余的相图包含不同的磁有序状态。PKSL是具有14个马约拉纳锥的无带隙Z $_2$态,与KSL相比,PKSL具有无带隙自旋响应。在垂直于蜂窝状平面的磁场中,实现了两个Kitaev带隙手性自旋液相,其中一个是非阿贝尔的,其Chern数为$ν= 5$,另一个是阿贝尔的,其$ν= 4$ .这两个阶段可以区分他们的热霍尔电导。
2019-11-13 cond-mat.str-el
Unusual thermal Hall effect in a Kitaev spin liquid candidate $α$-RuCl$_3$
Kitaev量子自旋液体显示了量子自旋分裂成马约拉纳费米子。新兴的马约拉纳边缘电流的预测表现在一个有限的热霍尔效应,拓扑超导体中通常讨论的功能的形式。在这里,我们报告的热霍尔电导率$κ_{xy}$测量$α$ -RuCl $_3$,一个候选Kitaev磁铁与二维蜂窝晶格。在自旋液体(Kitaev顺磁)状态下,低于Kitaev相互作用$J_K/k_B \sim 80$ K所表征的温度,正$κ_{xy}$在冷却时逐渐发展,表明存在非常不寻常的巡回激发。虽然零温度属性被掩盖的磁有序在$T_N=7$ K,符号,幅度,和$T$依赖性的$κ_{xy}/T$在中间温度以下的巡回马约拉纳激发的预测趋势。
2018-05-29 cond-mat.str-el
Vacancies in generic Kitaev spin liquids
本文研究破坏可积性的无序和相互作用如何改变无能隙Kitaev自旋液体中空位的性质,发现孤立空位会携带磁矩,且相反子晶格上的空位对以不同幂律相互能隙化并揭示涌现规范通量。
2025-01-29 cond-mat.str-el
Electrical Access to Ising Anyons in Kitaev Spin Liquids
我们发现,自旋自旋相关的非阿贝尔Kitaev自旋液体与一个特征的不均匀的电荷密度分布在附近的$\mathbb{Z}_2$涡旋。该密度分布和相应的局部电场是可观察的,例如,通过表面探针技术。相反,通过施加偏置电压到几个探针尖端,可以稳定伊辛任意子($\mathbb{Z}_2$旋涡窝藏马约拉纳零模式)在指定的位置,在那里我们预测一个明确的马约拉纳签名的能量吸收光谱。
2020-11-03 cond-mat.str-el