扭曲Kitaev链中的对偶性与畴壁动力学
强关联电子
2021-04-23 v1
摘要
横场伊辛链是众多物理现象（包括自发对称性破缺、拓扑缺陷、量子临界性以及对偶性）的范式模型。尽管准一维铁磁体CoNbO被提出作为横场伊辛模型的最佳材料实例，但它表现出与理想情况的显著偏差。通过THz光谱与理论相结合，我们表明CoNbO实际上可由一个具有强键依赖相互作用的不同模型很好地描述，我们称之为扭曲Kitaev链（twisted Kitaev chain），因为这些相互作用与受到广泛研究的一维蜂窝状Kitaev模型极为相似。在该模型中，CoNbO的铁磁基态源于两个不同交替轴之间的折衷，而非单一易轴。由于这种阻挫，即使在零外加场下，畴壁激发也具有由著名的聚乙炔Su-Schrieffer-Heeger模型所描述的量子运动。这导致了随场变化的丰富行为。尽管存在反常的畴壁动力学，在接近临界横场时，扭曲Kitaev链进入伊辛普适类中的普适区。这反映在我们观测到CoNbO在铁磁区的激发能隙以恰好为顺磁体两倍的速率闭合。这源于畴壁与自旋翻转之间的对偶性以及畴壁宇称的拓扑守恒。我们高精度地测量了这一“2”的普适比值——这是自然界中Kramers-Wannier对偶性的首个直接证据。
引用
@article{arxiv.2009.14189,
title = {Duality and domain wall dynamics in a twisted Kitaev chain},
author = {C. M. Morris and Nisheeta Desai and J. Viirok and D. Huvonen and U. Nagel and T. Room and J. W. Krizan and R. J. Cava and T. M. McQueen and S. M. Koohpayeh and Ribhu K. Kaul and N. P. Armitage},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.14189},
year = {2021}
}
备注
6 pages, 3 figures; 5 pages, 7 figures (Supplemental)