Anisotropic susceptibilities in the honeycomb Kitaev system $α$-RuCl$_{3}$
磁性绝缘体$α$ $_{3}$是在准二维蜂窝晶格上实现Kitaev相互作用的一个很有希望的候选者。我们对$α$ $_{3}$单晶进行了广泛的磁化率测量，包括面内纵向和横向磁化率的角度依赖性，这揭示了蜂窝平面内的单向各向异性。通过将实验结果与具有键各向异性的Kitaev-Heisenberg- $Γ$自旋哈密顿量的高温展开进行比较，我们发现与所观察到的相移和角分辨磁化率的周期性非常一致。在这个模型中，我们表明，平面内和平面外磁化率之间的显着差异，以及有限的横向磁化率植根于强对称非对角$Γ$自旋交换。通过从实验数据中提取相关的居里-外斯截距来量化模型哈密顿量中其他项之间的$Γ$耦合和关系。
2018-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The range of non-Kitaev terms and fractional particles in RuCl$_3$
相对论莫特绝缘体的磁激发是实现Kitaev量子自旋液体（QSL）的关键。这个完全可解的模型涉及到一个高度纠缠的状态所产生的依赖于键的伊辛相互作用，产生激发这是非本地的自旋翻转。在真实材料中的一个关键挑战是确定非Kitaev项的相对大小及其在分数激发出现或抑制中的作用。在这里，我们确定的能量和温度边界的非Kitaev相互作用的直接比较RuCl 3的拉曼磁化率与量子蒙特卡罗（QMC）结果的Kitaev QSL。此外，我们进一步证实了分数性质的磁激发，这是通过创建一对费米准粒子。有趣的是，这种费米子响应在非基塔耶夫范围内仍然有效。我们的研究结果和对喇曼极化率的关注为今后的QSL理论和实验研究提供了一个严格的新的测试。
2020-03-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fidelity susceptibility and long-range correlation in the Kitaev honeycomb model
我们精确地研究了Kitaev蜂窝模型中的基态保真度磁化率和键-键关联函数。我们的结果表明，保真度磁化率可以用来识别拓扑相变从一个带隙的A相位与阿贝尔任意子激发的非带隙的B相位与非阿贝尔任意子激发。我们还发现键-键关联函数在带隙阶段呈指数衰减，而在无隙阶段呈代数衰减。对于前一种情况，发现相关长度为$1/ξ=2\sinh^{-1}[\sqrt{2J_z -1}/(1-J_z)]$，其在临界点$J_z=(1/2)^+$附近发散。
2008-07-03 cond-mat.str-el quant-ph
Thermodynamic Evidence of Proximity to a Kitaev Spin-Liquid in Ag$_{3}$LiIr$_{2}$O$_{6}$
Kitaev磁体是在蜂窝晶格上的局部自旋之间具有键依赖伊辛相互作用的材料。这种相互作用可以导致零温下的量子自旋液体（QSL）基态。最近的理论研究表明，在有限温度下的QSL的两个潜在的签名，即在淬火无序的存在下的热力学量的标度行为，和磁熵的两步释放。在这里，我们在Ag $_{3}$ LiIr $_{2}$ O $_{6}$中呈现了这两种特征，该Ag是通过用Ag原子替换层间Li原子由$α$ -Li $_{2}$ IrO $_{3}$合成的。此外，直流磁化率数据确认的情况下的长程有序，和AC磁化率数据排除自旋玻璃化转变。这些观察结果表明，与在15 K下有序的母体化合物$α$ -Li $_{2}$ IrO $_{3}$相比，Ag $_{3}$ LiIr $_{2}$ O $_{6}$更接近于QSL。我们讨论了一个增强的自旋轨道耦合由于银d和氧p轨道之间的混合作为一个潜在的潜在机制。
2019-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Susceptibility anisotropy and its disorder evolution in models for Kitaev materials
具有强自旋-轨道耦合的莫特绝缘体对外加磁场表现出强烈的各向异性响应。这特别适用于Kitaev材料，其中$α$-RuCl $_3$和Na $_2$ IrO $_3$代表两个重要的实例。两者都显示出在低温下的磁有序锯齿形状态，并且相当大的努力已经投入到正确地建模这些系统，以确定实现量子自旋液体的路线。在这里，我们调查相关的海森堡-Kitaev-$Γ$模型主要是在高温下，专注于面内和面外均匀磁化率之间的特征各向异性。对于$α$-RuCl $_3$，我们发现，实验观察到的各向异性，包括其温度依赖性，可以通过结合一个大的非对角$Γ_1$耦合一个温和的$g$因子各向异性。此外，我们详细研究了磁稀释的影响，并提供预测的掺杂演变的温度依赖性的磁化率。
2020-10-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Spin dynamics in the Kitaev model with disorder: Quantum Monte Carlo study of dynamical spin structure factor, magnetic susceptibility, and NMR relaxation rate
我们研究了两种类型的无序（键随机性和位点稀释）对蜂窝晶格上Kitaev模型中自旋动力学的影响。该模型的基态是一个正则的量子自旋液体，自旋分馏成两种类型的准粒子，巡回马约拉纳费米子和局域通量。利用无偏量子蒙特卡罗模拟，我们计算了动态自旋结构因子、磁化率和核磁共振弛豫速率的温度演化。在动力学自旋结构因子中，我们发现这两种类型的无序以不同的方式严重影响主要来自通量激发的低能峰，而不是来自Majorana激发的高能连续谱：键的无规性使峰软化到较低的能量并加宽，而位点稀释使峰模糊，并且另外在自旋间隙内形成包括零能量的其它尖锐峰。我们表明，零能量自旋激发，这源于马约拉纳零模式诱导周围的网站空缺，生存的温度可比的Kitaev相互作用的能量尺度。对于键的无规性，低温磁化率对弱无序没有发生质的变化，但随着无序强度的增加，低温磁化率发生发散行为。在NMR弛豫速率中也观察到弱无序和强无序的类似的不同行为;指数衰减变为幂律衰减。与此相反，对于现场稀释，我们发现没有这样的交叉，发散行为的磁化率和幂律衰减的NMR弛豫速率出现立即与现场稀释的介绍。我们讨论了我们的研究结果的相关性与疾病的Kitaev候选材料的实验。
2021-04-21 cond-mat.str-el
High temperature thermodynamics of the honeycomb-lattice Kitaev-Heisenberg model: A high temperature series expansion study
我们发展了蜂窝格点Kitaev-Heisenberg模型的热力学性质的高温级数展开式。给出了Kitaev耦合$K$和Heisenberg交换耦合$J$（含$|J|\le |K|$）的不同值下，均匀磁化率、热容和熵随温度变化的数值结果.这些扩展显示出良好的收敛性下降到$K$的一小部分的温度，在某些情况下下降到$T=K/10$。在Kitaev交换为主的制度，逆磁化率有一个近线性的温度依赖性在很宽的温度范围内。然而，我们表明，已经在温度$10$倍的居里-外斯温度，有效的居里-外斯常数估计的数据可以关闭的一个因素2。我们发现，在短程秩序峰的热容最大值的大小，是小$J/K$比$J$的顺序或大于$K$。我们认为，这本身就代表了一个简单的标记，在这些系统中的Kitaev条款的相对重要性。有些令人惊讶的是，Na $_2$ IrO $_3$的热容量和磁化率数据与占主导地位的{ \it反铁磁} Kitaev交换常数约为$300-400$ $K$一致。
2017-07-04 cond-mat.str-el
Susceptibility anisotropy and absence of ferroelectric order in the Kitaev spin liquid candidate Na$_2$Co$_2$TeO$_6$
本研究针对Kitaev自旋液体候选材料Na$_2$Co$_2$TeO$_6$单晶开展磁学与电特性表征，验证了磁化率各向异性与HKTF模型的定性吻合，证实其低温下无铁电序与磁电耦合，支持zig-zag反铁磁结构更稳定的结论。
2025-02-04 cond-mat.str-el
Quantum paramagnetism in the hyperhoneycomb Kitaev magnet $β$-ZnIrO$_3$
通过拓扑化学反应合成了超蜂窝状铱酸盐$β$ -ZnIrO $_3$多晶样品，并对其结构、磁性和热力学性质进行了研究.磁化强度和热容数据表明，至少在2K以下不存在长程磁序。由磁化率的温度依赖性探测的正居里-外斯温度$θ_W \sim 45$ K表明Kitaev相互作用占主导地位。这些观察结果表明，量子自旋液体可能已经实现。此外，观察到的线性温度依赖性的贡献，没有磁场效应的热容量证据的无隙激发。这些事实令人惊讶地与晶体学分析所证明的化学无序相反。通过讨论二维和三维Kitaev磁体中Z向$_2$ -通量尺寸效应的差异，我们提出存在一种保护量子自旋液体态不受化学无序影响的隐藏机制.
2022-01-25 cond-mat.mtrl-sci 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
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
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
Universal Thermodynamics in the Kitaev Fractional Liquid
在Kitaev蜂巢模型中，量子自旋在冷却时自发地分解为巡游的Majorana和规范通量，导致了有限温度下丰富的实验结果和研究兴趣的高涨。在这项工作中，我们采用指数张量重整化群的方法来探索Kitaev模型在各种扰动下，包括外部场，海森堡，和非对角耦合，是常见的Kitaev材料。通过大规模的多体计算，我们发现一个Kitaev分馏液体在中间温度下，是强大的对扰动。分数液体具有普遍的热力学行为，包括分数热熵，金属比热，和磁化率的中温居里定律。具有修正的居里常数的普遍磁化率行为可以归因于强烈波动的$\mathbb{Z}_2$通量以及极短程和键方向的自旋关联。有了这个见解，我们重新审视的Na $_2$ IrO $_3$和$α$ -RuCl $_3$的磁化率测量，并发现有限温度分馏和铁磁Kitaev耦合的明显特征。此外，在分数液体中的特殊自旋相关对应于一个条纹结构因子，它在扩展布里渊区旋转的自旋分量的变化。因此，我们的研究结果鼓励未来的实验探索的Kitaev材料中的分数液体的热力学测量和自旋分辨结构因子探针。
2020-06-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Finite-temperature phase diagram of the Heisenberg-Kitaev model
本文讨论了六方晶格上的Heisenberg-Kitaev模型的有限温度相图，该相图被用来描述Mott绝缘铱酸盐Na_2IrO_3中有效自旋1/2动量的自旋-轨道交换.在零温度下，该模型表现出磁有序状态远远超过各向同性海森堡限制，以及周围的高度各向异性Kitaev限制扩展的无隙自旋液相。利用赝费米子泛函重整化群（RG）方法，我们从磁化率的RG流中提取了居里-外斯标度和临界有序标度（对于磁有序态）.居里-外斯尺度开关符号-表明从反铁磁到铁磁的主导交换的过渡-在磁有序制度的深处。对于后者，我们没有发现明显的挫折，即一个实质性的抑制订购规模方面的居里-外斯规模。我们讨论了我们的结果，根据最近的实验测量Na 2 IrO 3的磁化率。
2011-05-10 cond-mat.str-el
Vison-Majorana complex zero-energy resonance in Kitaev's spin liquid
我们研究了Kitaev模型中场地稀释的影响。我们导出了任意组态的$Z_2$通量的动态自旋关联函数的解析解。通过将该解与经典的Monte Carlo方法相结合，我们讨论了空位对静态自旋极化率和自旋晶格弛豫率$1/T_1$等实验观测值的影响.结果发现，空位附近的动态磁响应增强，导致局域$1/T_1$的类Friedel振荡，而对静态磁化率的影响有限.此外，我们发现了一个尖锐的零能量峰的磁激发谱，这是由于Vison和Majorana零模附近的位置空缺捕获。这种零模可以解释为自旋空穴分裂成具有不同磁轴的伊辛三重态，这导致了$1/T_1$的特征温度和场取向依赖性。
2018-11-05 cond-mat.str-el
Effective Model for Rare-earth Kitaev Materials and its Classical Monte Carlo Simulation
近年来，稀土硫卤族化合物被认为是实现Kitaev自旋液体的候选化合物。本文首次提出了与晶体结构对称群一致的有效自旋哈密顿量。然后我们应用经典的蒙特卡罗模拟对模型进行了初步的研究，并建立了相图。当接近低温极限时，观察到了几种磁性长程序，包括条纹有序、锯齿有序、反铁磁有序（AFM）、铁磁有序（FM）、无公度螺旋有序（IS）、多$\pmb {Q}$有序和120°有序。我们进一步计算了系统的热力学性质，如磁化率和热容的温度依赖性。这两个量所反映的有序化转变温度是一致的。对于大多数相互作用区域，系统在$ab$ -平面上比在$c$ -方向上更易磁化。条纹相是特殊的，在整个温度范围内磁化率是相当各向同性的。这些特征为理解相关材料的磁性提供了有用的信息。
2021-04-13 cond-mat.str-el
The nature of low-temperature spin-freezing in frustrated Kitaev magnets
本研究揭示了受挫Kitaev磁体中低温自旋冻结现象可通过Halperin和Saslow流体力学模式解释，该模式诱导非阿贝尔缺陷传播形成自旋阻塞态，为拓扑起源的非常规自旋冻结提供了普适框架。
2024-12-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A primer on Kitaev Model: Basic aspects, material realization, and recent experiments
该综述面向研究生，以初等方式介绍Kitaev模型的基本方面、材料实现提议及近期实验（磁化、磁化率、比热和热霍尔效应），并简要提及多体理论工作。
2025-04-22 cond-mat.str-el
Thermal decomposition of the Kitaev material $α$-RuCl$_3$ and its influence on low-temperature behavior
本文研究氩气中热处理对 α-RuCl₃ 单晶的影响，发现超过 300°C 退火会导致脱氯和氧化，生成 RuO₂ 夹杂物并显著降低电阻，从而可能影响低温热输运和霍尔效应。
2023-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Suppression of the antiferromagnetic order by Zn doping in a possible Kitaev material Na$_2$Co$_2$TeO$_6$
最近，基于3 $d$的蜂窝状钴酸盐Na $_2$ Co $_2$ TeO $_6$由于与其4 $d$ /5 $d$对应物接近Kitaev自旋液体状态而引起了极大的关注。在这里，我们使用Zn在广泛的范围内取代Co，并进行系统的研究Na $_2$ Co $_{2-x}$ Zn $_x$ TeO $_6$的结构，磁性和热力学测量，并跟踪其磁性基态的掺杂演变。由于Zn $^{2+}$和高自旋Co $^{2+}$离子的半径非常接近，因此可以容易地实现取代。X射线衍射显示没有结构转变，但在很宽的取代范围$0 \leq x \leq 1.5$上的晶格参数$c$只有微小的变化。磁化率和比热测量都表明反铁磁基态，这是逐渐抑制掺杂。它可以与$x$一起存活，直至$\sim1.0$。然后，它演变成一个自旋玻璃相与短程秩序，迅速取代磁无序状态时，$x \geq 1.3$。综合这些数据，我们绘制了Na $_2$ Co $_{2-x}$ Zn $_x$ TeO $_6$的磁性相图。结果表明，Zn掺杂可以有效地抑制磁性有序，并诱导出可能的量子顺磁态。这些可以作为一个平台，研究Kitaev物理在这个系统中。
2023-02-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Static and Dynamical Spin Correlations in the Kitaev Model at Finite Temperatures via Green's Function Equation of Motion
本文针对Kitaev模型有限温度行为研究较少的问题，采用自旋格林函数形式并结合解耦近似计算其关键物理量，发现静态和动态自旋关联函数能捕获两种激发且低温下存在费米子自由度，为理解其热性质提供互补方法。
2025-01-29 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
Revisiting spin Hamiltonian parameters in a Kitaev material via Bayesian optimization of magnetization curves
Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Center for Basic Research on Materials, National Institute for Materials Science（国立物质材料研究所基础材料研究中心）；Graduate School of Frontier Sciences, The University of Tokyo（东京大学前沿科学研究生院）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA), National Institute for Materials Science（国立物质材料研究所材料纳米结构研究中心）
本文通过贝叶斯优化实验磁化曲线，确定了α-RuCl₃的自旋哈密顿参数，发现优化对Kitaev耦合K的绝对值不敏感，并支持大Γ场景。
2026-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Kekulé-Kitaev model: linear and non-linear responses and magnetic field effects
本研究针对Kekulé-Kitaev模型计算其线性与非线性响应，揭示了少物质费米子近似的可靠性，阐明了该模型在不同磁场下的相行为及磁通激发特性，并建立了其与Kitaev模型的态映射关系。
2025-01-10 cond-mat.str-el
Instabilities of the Fractionalized Dirac Semimetal in the Kitaev-Kondo Model
University College London（伦敦大学学院）；Rutherford Appleton Laboratory（卢瑟福阿普顿实验室）
研究Kitaev量子自旋液体与Dirac传导电子的耦合，发现弱Kondo耦合下自旋分裂为Majorana费米子，产生无能隙Dirac模和三种有能隙visons，分析低能场论发现费米液体在临界点不稳定向反铁磁序，超导不被青睐。
2026-03-27 cond-mat.str-el
Resonant torsion magnetometry in anisotropic quantum materials
量子材料的不寻常行为通常源于其有效的低维物理，这反映了自旋和电荷自由度的潜在各向异性。转矩磁力测定法是一种高灵敏度的技术，用于直接量化量子材料中的各向异性，例如层状高T $_c$超导体、各向异性量子自旋液体和拓扑绝缘体的表面态。在这里，我们引入了磁致系数$k=\partial^2 F/\partial θ^2$，自由能F相对于样品与外加磁场之间的角度$θ$的二阶导数，并报告了一种简单有效的实验检测方法。将亚$μ$ g微晶放置在市售原子力显微镜悬臂梁的尖端，我们表明，$k$可以定量推断，从磁场下的共振频率的偏移。虽然与磁转矩$τ=\partial F/\partial θ$相关，但$k$扮演转矩敏感性的角色，因此提供了对各向异性材料的独特见解，类似于磁化和磁化率之间的差异。热力学系数$k$在二级相变时是不连续的，并与比热和磁化率服从Eklfest关系。我们将这种简单而定量的方法应用于Weyl半金属NbP和自旋液体候选者RuCl $_3$的示例性情况，但它在量子材料研究中具有广泛的适用性。
2018-02-22 cond-mat.str-el
Signatures of a gapless quantum spin liquid in the Kitaev material Na$_3$Co$_{2-x}$Zn$_x$SbO$_6$
本研究通过Zn掺杂Na$_3$Co$_2$SbO$_6$抑制反铁磁有序，并依据低温比热线性项揭示无隙分数化激发及潜在掺杂诱导QSL态。
2023-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fractional Spin Fluctuation as a Precursor of Quantum Spin Liquids: Majorana Dynamical Mean-Field Study for the Kitaev Model
量子自旋液体的实验鉴定仍然是一个挑战，因为原始的性质是在渐近低温下看到的。本文从理论上证明了量子自旋液体的前驱体在很宽的温度范围内以顺磁态出现在自旋动力学中。本文利用Majorana费米子表象中新近发展起来的集团动力学平均场论和连续时间量子Monte Carlo方法，计算了量子自旋液体基态的蜂窝Kitaev模型的动力学自旋结构因子、核磁共振弛豫速率和磁化率。我们发现，动态自旋关联显示出特殊的温度和频率的依赖性，甚至低于静态相关饱和的温度。这些结果提供了实验上可以得到的表征量子自旋液体的涨落分形自旋的现象。
2016-08-31 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
Deciphering competing interactions of Kitaev-Heisenberg-$Γ$ system in clusters: part I -- static properties
本文通过研究最多十二个格点的团簇，解析了Kitaev-Heisenberg-$\Gamma$体系中竞争相互作用对静态性质的影响，揭示了反铁磁与铁磁Heisenberg情形下的不同现象，并讨论了其对实验与理论结果的解释意义。
2025-02-26 cond-mat.str-el
Direct Evidence for Fermi Statistics from Proximity to the Kitaev Spin Liquid in RuCl3
量子自旋液体（QSL）的一个关键特性是存在与其纠缠特性相关的分数激发，但缺乏对其统计特性的实验验证。例如，在潜在的Kitaev自旋液体中，RuCl 3实验发现了分数粒子的迹象，尽管不是它们的费米统计。在这里，我们采用拉曼散射揭示磁激发的真实性质，使用改进的实验方法和分析，以消除激光加热和热波动的影响。通过能量损失和增益谱，我们提取了拉曼磁化率的能量和温度依赖性，以证明RuCl 3的磁响应是由费米子激发对产生的。此外，通过与量子Monte Carlo（QMC）的精确Kitaev极限的结果相比，我们能够辨别的能量和温度范围内，额外的相互作用项是重要的。我们的结果开辟了新的方向，在QSL研究提供了一种新的方式来调查分数激发和条款的重要性，导致自旋禁闭。
2019-06-19 cond-mat.str-el
A Kondo route to spin inhomogeneities in the honeycomb Kitaev model
量子自旋液体中的顺磁杂质可以导致具有极不寻常性质的近藤效应。本文研究了顺磁性杂质与自旋为1/2的蜂窝Kitaev模型在无带隙自旋液相中的局域交换耦合效应。的（杂质）标度方程被发现是不敏感的符号的耦合。弱耦合和强耦合不动点是稳定的，后者分别对应于反铁磁和铁磁情况下的非相互作用的空位和相互作用的自旋1缺陷。在这两种情况下，在强耦合极限的基态具有非平凡的拓扑结构与一个有限的Z2通量在杂质网站。对于反铁磁情况，由于Kitaev模型的可积性，可以直接得到这个结果。然而，强耦合的铁磁情况下的限制是不可积的，我们解决这个问题，通过精确的对角化计算有限Kitaev片段。我们的精确对角化计算表明，弱耦合到强耦合的相变和拓扑相变发生得相当接近，可能是一致的。我们还发现了一个有趣的相似性之间的磁响应的缺陷和杂质的磁化率在双通道近藤问题。
2015-09-18 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
Emergent Quadrupolar Order in the Spin-$1/2$ Kitaev-Heisenberg Model
本研究通过精确对角化和密度矩阵重正化群方法，发现自旋-1/2 Kitaev-Heisenberg 模型中存在稳健的四极序，并在 Kitaev 量子自旋液体相附近增强，为α-RuCl₃的非线性磁化率提供了解释。
2024-01-22 cond-mat.str-el
Phase transition of Kitaev spin liquid described by quantum geometric tensor
本文通过量子几何张量研究外磁场中Kitaev自旋液体的拓扑相变，发现Berry曲率在临界线附近具有对局域微扰的鲁棒性，并揭示Fubini-Study度规的zz分量与三相交叉点高度相关。
2024-12-30 cond-mat.str-el
Effects of spin vacancies on magnetic properties of the Kitaev-Heisenberg model
我们研究了磁场中Kitaev-Heisenberg模型的基态性质，并探讨了非磁空位存在时自旋关联的演化。通过精确对角化，无空位相图被确定为磁场和Kitaev和Heisenberg相互作用之间的比率的函数。我们发现，在（反铁磁）条纹有序相的静态磁化率和它的各向异性可以描述的自旋倾斜机制。这也解释了当微扰包括量子涨落时向极化相的转变。自旋空位的效应敏感地依赖于基态的类型。在液相中，确定了小场中单个空位周围的磁化模式，其空间各向异性与场和/或海森堡相互作用诱导的非零进一步邻近相关性有关。在条纹阶段，空位和小场的联合作用打破了模型的六重对称性，并稳定了特定的条纹图案。由于空位之间的有效相互作用，即使在零场下也会发生类似的破缺效应。这种选择机制和空位位置的内在随机性可能导致自旋玻璃行为。
2011-09-22 cond-mat.str-el
Bound states of fractionalized excitations in a modulated Kitaev spin liquid
分馏是自旋液体行为的标志;它通常导致由连续波而不是锐模组成的响应函数。然而，微观过程可以使短距离的分数激发束缚态的形成，尽管渐近解除限制。在这里，我们研究这样的束缚态形成的$Z_2$自旋液体Kitaev的蜂窝罗盘模型实现，补充凯库勒畸变的晶格。通量对和马约拉纳费米子之间的束缚态在马约拉纳带隙中形成。我们计算的动态自旋磁化率，并表明，束缚态导致尖锐的模式中的自旋液体的磁响应，与相应的光谱权重编码的束缚态的内部对称性的动量依赖性。作为一个副产品，我们还表明，孤立的通量可能会产生马约拉纳束缚态正好在零能量。结果的推广和影响进行了讨论。
2017-05-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Finite-Temperature Phase Transition to a Quantum Spin Liquid in a Three-Dimensional Kitaev Model on a Hyperhoneycomb Lattice
我们提出了数值证据的存在下的有限温度（$T$）相变分离顺磁体和量子自旋液体在一个三维的Kitaev模型定义的超蜂窝晶格在强各向异性的限制，该模型被映射到一个有效的伊辛型模型，其中基本的激发包括翻转伊辛型变量的闭环。通过蒙特卡罗模拟分析这个有效模型，我们发现在有限的临界温度$T_c$下，存在从量子自旋液体到顺磁体的相变。我们还计算了原始量子自旋的磁性。我们发现磁化率在高于$T_c$时呈现一个宽峰，而在高$T$时服从居里定律，在低$T$时接近非零的范弗莱克型常数。尽管在$T_c$处磁化率连续变化，但其$T$导数在$T_c$处显示临界发散。我们还澄清了动力学自旋关联函数是动量无关的，但显示对应于离散激发的量子化峰。虽然相变伴随着没有明显的对称性破缺的伊辛型变量以及原始的量子自旋，我们从拓扑的观点来描述它。我们发现，通过定义的伊辛型变量的回路的磁通密度，过渡被解释为发生从零通量的量子自旋液体的非零通量顺磁体，后者具有库仑性质，由于当地的限制。的伊辛型变量的全局约束的作用进行检查，在二维循环模型中的结果进行比较。本文还讨论了我们的模型与金刚石晶格上的伊辛模型的对应关系。一个可能的相关性，我们的研究结果最近发现的超蜂窝化合物，$β$ -锂$_2$ IrO $_3$，提到。
2014-01-30 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
Fidelity susceptibility in the two-dimensional spin-orbit models
我们用保真度磁化率和约化保真度磁化率研究了二维自旋轨道模型中的量子相变。利用保真度磁化率确定了正方晶格上具有Dzyaloshinsky-Moriya相互作用的二维Heisenberg XXZ模型中的阶-阶相变.保真度磁化率的有限尺寸标度在临界点处呈现幂律发散，这表明量子相变是二级的。六角晶格上Kitaev-Heisenberg模型的保真度磁化率证明了两种不同类型的量子相变。利用二维量子罗盘模型的对称性，得到了约化保真度磁化率的简单解析表达式。与基态能量的导数相比，保真度磁化率对相变的敏感性稍高。临界态下约化保真度磁化率的标度行为违反幂律，表明量子相变属于一级相变。我们的结论是，保真度磁化率和减少保真度磁化率表现出很大的优势，以表征不同的量子相变的自旋轨道模型。
2011-11-22 cond-mat.str-el quant-ph
Collapse of susceptibility and non-trivial spin dynamics in the hyper-honeycomb magnet $β$-Li$_2$IrO$_3$ under high pressure
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Canadian Institute for Advanced Research（加拿大高等研究院）；Laboratoire de Physique des Solides, Université Paris Sud 11（巴黎第十一大学固体物理实验室）
高压下β-Li₂IrO₃的磁易感性显著降低，自旋-晶格弛豫显示幂律温度依赖，暗示可能存在量子自旋液体基态。
2024-08-29 cond-mat.str-el
Classical Kitaev model in a magnetic field
Laboratoire Léon Brillouin, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay（利昂·布洛赫实验室，法国原子能和替代能源委员会，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）；Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Institute for Solid State Physics and Optics, HUN-REN Wigner Research Centre for Physics（凝聚态物理与光学研究所，匈牙利研究网络维格纳物理研究中心）；Department of Physics, University of Windsor（温莎大学物理系）
研究有磁场所处的经典Kitaev模型，揭示自旋液体态的特性及磁场对磁化率和比热容的影响，提出四极相关性的有效质量解释。
2026-03-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Continuum of magnetic excitations in the Kitaev honeycomb iridate D$_3$LiIr$_2$O$_6$
本文通过非弹性中子散射研究了D$_3$LiIr$_2$O$_6$，发现其低能磁激发符合Kitaev自旋液体态，可用最近邻Kitaev模型描述，并指出交换无序对稳定低温量子涨落态具有重要作用。
2024-02-12 cond-mat.str-el
Raman fingerprints of fractionalized Majorana excitations in honeycomb iridate Ag$_3$LiIr$_2$O$_6$
我们报告低温（低至$\sim$ 5 K）拉曼签名最近发现的嵌入蜂窝磁铁银$_3$ LiIr $_2$ O $_6$，一个假定的Kitaev量子自旋液体（QSL）的候选人。Kitaev QSL被预测通过纠缠自旋$S = 1/2$的热分馏来承载Majorana费米子作为其涌现的元激发。我们观察到的证据表明，这种分馏在低能量磁连续体的温度演化窝藏签名的预测费米统计服从巡回马约拉纳准粒子。在$\sim$ 80 K温度以下，样品的拉曼磁化率出现了从常规态到Kitaev顺磁态的转变。此外，在低频声子模式的Fano不对称性的发展和交叉温度以下的综合拉曼散射系数的增强表示振动和马约拉纳费米子激发之间的显着耦合。
2022-01-13 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
Spiral order in the honeycomb iridate Li2IrO3
蜂窝状铱酸盐A2 IrO 3（A=Na，Li）是实现Heisenberg-Kitaev模型（HKM）的理想材料，具有非常规的磁性和自旋液相。然而，最近的实验表明，Li 2 IrO 3表现出磁有序状态的无公度螺旋型尚未确定在HKM。我们发现，这些发现可以理解的背景下，扩展海森堡Kitaev方案满足所有的实验证据：（i）磁化率的最大值位于第一布里渊区内，（ii）居里-外斯温度是负相关的占主导地位的反铁磁波动，和（iii）显着的第二邻居自旋交换涉及。
2014-09-12 cond-mat.str-el
Majorana dynamical mean-field study of spin dynamics at finite temperatures in the honeycomb Kitaev model
量子自旋液体的一个显著特征是自旋自由度的分数化。分数激发在不同的能量标度有自己的动力学，因此，影响有限温度（$T$）的性质，在一个特殊的方式，即使在顺磁状态窝藏的量子自旋液体状态。本文对蜂窝晶格上Kitaev模型的自旋动力学在宽$T$范围内进行了全面的理论研究，其基态是这样一种量子自旋液体。在这个模型中，分数化的发生将量子自旋分解成巡游的物质费米子和定域规范通量，这导致了在非常不同的$T$尺度下的两个交叉。扩展了以前对各向同性耦合情况的研究[J. Yoshitake，J. Nasu和Y. Motome，Phys. Rev. Lett. ${\textbf 117}$，157203（2016）]，我们通过使用基于Majorana费米子表示的动态平均场论和连续时间量子蒙特卡罗方法，计算了动态自旋结构因子、NMR弛豫速率和磁化率，同时改变交换耦合常数中的各向异性。我们发现，该系统表现出奇特的行为低于高- $T$交叉的温度是可比的平均交换常数，反映自旋分馏在顺磁区。其中，静态和动态自旋关联之间的二分法是在常规磁体中很少见到的异常行为。讨论了规范通量的空间位形与二分法的关系。我们的研究结果可以激发Kitaev量子自旋液体候选材料的进一步实验和理论分析。
2017-04-10 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
Modified Curie-Weiss Law for $j_{\rm eff}$ Magnets
在自旋-轨道耦合磁性材料中，通常应用的居里-外斯定律可能被打破。这是由于局部磁矩的潜在急剧温度依赖性。因此，我们提出了一个修正的居里-外斯公式适合于实验磁化率分析。我们表明，八面体配位材料的$d^5$填充的Weiss常数从改进的公式得到的微观交换相互作用的计算结果与良好的协议。重新分析几个Kitaev候选材料的测量磁化率与修改后的公式解决了各种实验之间的明显差异的幅度和各向异性的基础磁耦合。
2021-02-17 cond-mat.str-el
Out-of-plane magnetic phase diagram of Kitaev quantum spin liquid candidate Na2Co2TeO6
本文研究了Kitaev量子自旋液体候选材料Na2Co2TeO6在面外磁场下的磁性质与相图，发现其低温下出现类磁平台行为，并指出包含单离子各向异性的XXZ模型能较好解释其磁相变。
2024-05-31 cond-mat.other cond-mat.str-el quant-ph
Gapless Spin Excitations in the Field-Induced Quantum Spin Liquid Phase of alpha-RuCl3
$α$ -RuCl $_3$是一种领先的候选材料，用于观测与Kitaev量子自旋液体（QSL）相关的物理。结合磁化率，比热，和核磁共振测量，我们表明，$α$ -RuCl $_3$在$ab$平面上施加7.5 T的磁场中经历量子相变到QSL。我们进一步表明，这个高场QSL阶段有一个高达16 T的字段范围内的无隙自旋激发。这一高度非常规的结果，在海森堡或基塔耶夫磁铁中都是未知的，为建立$α$ -RuCl $_3$的物理学提供了至关重要的见解。
2017-12-11 cond-mat.str-el
Pressure tuning of Kitaev spin liquid candidate Na$_3$Co$_2$SbO$_6$
通过压力调控二价钴蜂窝材料Na$_3$Co$_2$SbO$_6$，发现压力减小三角畸变增强铁磁关联，但高压驱动低自旋转变破坏Kitaev自旋液体条件，转而可能实现受挫顺磁态。
2025-03-25 cond-mat.str-el
The ground state in a proximity to a possible Kitaev spin liquid: An undistorted honeycomb iridate NaxIrO3 (0.60 < x < 0.80)
报道了一种新合成的蜂窝状铱酸盐NaxIrO_3（0.60 < x < 0.80）的研究结果。单晶NaxIrO 3采用蜂窝晶格，明显没有其姊妹化合物Na 2 IrO 3中固有的扭曲和堆叠无序。Ir离子的氧化态是由多数Ir 5+（5d4）离子和少数Ir 6+（5d3）离子产生的混合价态。NaxIrO 3是一种莫特绝缘体，可能具有占主导地位的赝自旋= 1状态。它的有效磁矩为1.1 Bohr Magneton/Ir，居里-外斯温度为-19 K，但在1 K以上没有明显的长程序。低于1 K的物理行为的特点是两个突出的异常Th = 0.9 K和TI = 0.12 K的热容和交流磁化率。在Th和Tl之间的中间是热容量的显著温度线性，具有77 mJ/mole K2的大斜率，这是高度相关的金属所预期的特征，但对于绝缘体则完全不是。这些结果以及与蜂窝晶格Na 2 IrO 3和（Na 0.2Li 0.8）2 IrO 3的比较表明，在接近可能的Kitaev自旋液体的情况下，存在奇异的基态。
2021-06-07 cond-mat.str-el quant-ph
(H,Li)$_{6}$Ru$_{2}$O$_{6}$ : a possible zero-field Ru$^{3+}$-based Kitaev Quantum Spin Liquid
本文报道了蜂窝晶格Ru³⁺体系(H,Li)₆Ru₂O₆的合成与表征，通过磁化率、热容、NMR和μSR证明其在零场下无磁有序并表现出Kitaev量子自旋液体行为，与需要约8 T抑制磁有序的α-RuCl₃形成对比。
2025-02-05 cond-mat.str-el
