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第三最近邻海森堡相互作用下Kitaev自旋液体的动力学响应

强关联电子 2026-03-27 v1

摘要

受第三最近邻海森堡 (J3J_3) 相互作用在Kitaev材料候选物质中显著作用的证据推动我们的研究,聚焦于J3J_3扰动下Kitaev自旋液体(KSL)的动力学特性,尤其是其自旋动力学结构因子(DSF)和拉曼散射。我们在自洽 parton 均场理论加随机相位近似(RPA)框架下发现,J3J_3可引发与高能Majorana 连续谱共存的协同、类铁磁性集体模态。随着 J3|J_3|增大,这些模态的软化信号着器向磁有序相的量子相变。值得注意的是,无论是铁磁 (K<0K<0) 还是抗铁磁 (K>0K>0) 的Kitaev模型,磁性有序均在相同的临界 J3J_3 处设置,经由四子格对称性变换映射 (K,J3)(K,J3)(K,J_3) \rightarrow (-K,J_3),有序状态形成精确的双重配对。外部磁场进一步软化既存的类铁磁模态,从而增强磁性有序。扰动拉曼计算表明,Kitaev样拉曼顶点仅探测铁流动物Majorana 费米子,而J3J_3样顶点响应包含物Majorana 与 vison。四-vison 激发产生尖锐峰及两费米子连续谱,两个-vison 激发则产生类似单物质费米子态密度的连续谱。这些结果为J3J_3扰动KSL的动力学特征提供了统一视角,有助于解释具备可观J3J_3相互作用的Kitaev材料候选物质的实验光谱。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.24918,
  title  = {Dynamical Response of the Kitaev Spin Liquid under Third-Nearest-Neighbor Heisenberg Interaction},
  author = {Chuan Chen and Jiucai Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.24918},
  year   = {2026}
}

备注

17 pages, 11 figures. Comments are welcome!