蜂窝晶格铱酸盐Na₂IrO₃中键方向性相互作用主导性的直接证据
材料科学
2015-04-17 v1 强关联电子
摘要
海森堡相互作用在磁性材料中普遍存在，并在量子磁体的建模与设计中占据主导地位。键方向性相互作用为海森堡交换提供了一种全新替代方案，并构成Kitaev模型的基本单元，该模型的精确基态为量子自旋液体（QSL）。蜂窝铱酸盐A₂IrO₃（A=Na, Li）有望实现Kitaev模型，其已报道的磁行为可在Kitaev框架下加以解释。然而，这些材料与Kitaev模型的关联程度尚不明确，因为键方向性相互作用的证据仍属间接或推测性。本文我们给出了反铁磁Na₂IrO₃中键方向性相互作用主导性的直接证据，并表明它们导致了强磁阻挫。漫磁X射线散射揭示了在奈尔温度以上自旋旋转对称性即已破缺，三个自旋分量沿不同晶体学方向表现出纳米尺度的关联。这种自旋空间与实空间的纠缠直接体现了键方向性相互作用，填补了蜂窝铱酸盐中Kitaev物理的缺失环节，并为 frustrated 磁性建立了新的设计策略。
引用
@article{arxiv.1504.03618,
title = {Direct Evidence for Dominant Bond-directional Interactions in a Honeycomb Lattice Iridate Na2IrO3},
author = {Sae Hwan Chun and Jong-Woo Kim and Jungho Kim and H. Zheng and Constantinos C. Stoumpos and C. D. Malliakas and J. F. Mitchell and Kavita Mehlawat and Yogesh Singh and Y. Choi and T. Gog and A. Al-Zein and M. Moretti Sala and M. Krisch and J. Chaloupka and G. Jackeli and G. Khaliullin and B. J. Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.03618},
year = {2015}
}
备注
Nature Physics, accepted (2015)