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$f$电子蜂窝磁体中的反铁磁 Kitaev 相互作用

强关联电子 2020-11-03 v1

摘要

我们在理论上提出一类基于ff电子的磁体,其实现了 Kitaev 型键依赖各向异性相互作用。基于第一性原理计算,我们表明 A2A_2PrO3_3AA:碱金属)结晶为三斜结构,具有由共边 PrO6_6 八面体组成的蜂窝层。每个 Pr4+^{4+} 阳离子在 Γ7\Gamma_7 双重态中有一个 4f4f 电子,其构成具有有效磁矩 Jeff=1/2J_{\rm eff}=1/2 的自旋-轨道纠缠 Kramers 对。通过使用第一性原理计算得到的 Wannier 轨道,我们发现对于轻碱金属 AA=Li 和 Na,Jeff=1/2J_{\rm eff}=1/2 磁矩之间的有效相互作用主要为反铁磁 Kitaev 型,这与 4d4d5d5d 电子基材料中的铁磁型形成鲜明对比。我们的发现将为难以通过已发现候选材料触及的 Kitaev 自旋液体提供一个研究平台。

关键词

引用

@article{arxiv.1807.01443,
  title  = {Antiferromagnetic Kitaev Interaction in $f$-Electron Based Honeycomb Magnets},
  author = {Seong-Hoon Jang and Ryoya Sano and Yasuyuki Kato and Yukitoshi Motome},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1807.01443},
  year   = {2020}
}