接近金属-绝缘体相变的候选 Kitaev 自旋液体中的各向异性磁相互作用

在 Kitaev 蜂巢模型中，由强相关各向异性相互作用耦合的自旋在低温下不会有序化，而是形成具有自旋分化为 Majorana 费米子和静态通量的量子自旋液体。将此类模型实现于晶体材料中可能导致在理解纠缠量子态方面取得重大突破，但实际操作中具有挑战性。最近合成的蜂巢材料 RuI$_3$ 在最低探测温度下表现出无长程磁有序，理论上被提议为位于绝缘体到金属相变边缘的量子自旋液体候选材料。本文报告了通过扭矩磁力学对未双螺合单晶中磁各向异性的全面研究，并检测到强各向异性和高度扰动磁相互作用的明显迹象。我们通过与理论计算比较，将扭矩信号中出现的锯齿形和六向周期现象归因于强各向异性、键相关磁相互作用。随着磁场强度在低温下的变化，扭矩显示出不寻常的非抛物线依赖，暗示其接近场诱导相变。因此，RuI$_3$ 在无长程磁有序的表现下，显示出一种激动人心的新型 Kitaev 磁性候选材料的关键特征，具有增强的量子涨落。