确定自旋-S 蜂窝状 Mott 绝缘体中的 Kitaev 相互作用

具有更高自旋 $S$ 的蜂窝晶格中的 Kitaev 相互作用一直是核心吸引点之一，因为它可能提供量子自旋液体。一个微观理论表明，当过渡金属处的洪德耦合产生 $S> \frac{1}{2}$ 时，重配体处的自旋轨道耦合为 Kitaev 相互作用提供了一条路径。然而，相较于其他对称性允许相互作用，其强度一直存在争议。通过研究一般 $S$ 下哈密顿量的对称性，我们表明当磁场位于镜面内时，由两个被破缺的镜面对称性关联的动力子能量反映了 Kitaev 相互作用。将该对称性分析应用于具有 $S=\frac{3}{2}$ 的 CrI$_3$ 以及现有的角依赖铁磁共振数据，我们从完整哈密顿量中估算出 Kitaev 相互作用，并发现它是次主导的。我们的理论可通过在所提议磁场方向下对候选材料进行非弹性中子散射来验证，这将推进对一般 $S$ Kitaev 材料的探索。