由量子自旋液体介导的拖曳电阻

材料合成的最新进展使得实现候选量子自旋液体（QSL）的二维单层成为可能，例如 $\alpha$-RuCl$_3$、1T-TaSe$_2$ 和 1T-TaS$_2$。在这项工作中，我们提出一种利用非局域电学探针来获取无能隙 QSL 输运性质信息的实验装置。所提出的装置是一种自旋子介导的拖曳实验：电流注入两层之一，电压在第二层金属薄膜上测量。整体的动量转移机制是由量子自旋液体中局域磁矩与电子自旋之间的 Kondo 相互作用介导的两步过程。在 QSL 层内动量弛豫可忽略的极限下，我们使用 Aslamazov-Larkin 图计算了 Kitaev、$\mathbb{Z}_2$ 和 U(1) QSL 的拖曳弛豫率。然而，我们发现 QSL 层内动量弛豫占主导的情形远更相关，因此基于玻尔兹曼动力学方程发展了一个模型来描述所提出的装置。在此框架内，我们计算了带有费米面的 U(1) 和 $\mathbb{Z}_2$ QSL 的拖曳电阻率低温标度行为。在某些区间，我们发现温度标度中的交叉在 $\mathbb{Z}_2$ 与 U(1) QSL 之间不同，这既因为 U(1) QSL 的非费米液体性质，也因为 QSL 层内性质上不同的动量弛豫机制。我们的结果表明，系统参数可被调节以使自旋子介导的拖曳成为总跨电阻的显著部分。