无序之上的无序：Kitaev 自旋液体中的局域化效应

近年来，若干具有强自旋轨道耦合的磁性莫特绝缘体被认为接近 Kitaev 量子自旋液体（QSL），其最引人注目的特征之一是将自旋激发分化为巡游 Majorana 费米子与静态 $Z_2$ 磁通。受大量 4d 和 5d 过渡金属 Kitaev 材料涌现的启发，并考虑到真实材料中不可避免地存在某种程度的无序，本文研究 Kitaev QSL 如何响应 vacancy、杂质和键随机性等多种无序形式。首先，我们论证 Kitaev QSL 中淬火无序可导致 Majorana 费米子的 Anderson 局域化以及 Lifshitz 尾的出现。我们指出，在含破缺时间反演对称项的扩展 Kitaev 模型中，低能态的 Anderson 局域化尤为强烈。其次，我们表明无序对低能 Majorana 费米子模式的影响可在热输运中被探测到。第三，我们证明在有限温度下 $Z_2$ 磁通被热激发，并为 Majorana 费米子提供额外的无序。这一无序源在高温下占主导。第四，我们展示无序 Kitaev QSL 的能谱结构与热输运性质均强烈依赖于无序的性质。我们发现位点无序与键随机性均抑制纵向热导率，但位点无序情形下的低能局域化更强。