Kitaev 自旋液体候选材料包含应变效应的完全广义自旋模型

$KJ\Gamma\Gamma'$ 自旋模型最初是为理想的 $P\bar{3}1m$ 对称几何推导的，长期以来一直作为理解 Kitaev 候选材料的核心框架。然而，在现实晶体中，无论是在低温下还是在外部扰动下，这种理想几何结构都很少能实现，从而限制了该模型的定量适用性。在这里，我们引入了一个完全广义的自旋模型，记为 $\epsilon$-$KJ\Gamma\Gamma'$，它明确包含了任意晶格形变 $\epsilon$。所有的自旋交换相互作用及其依赖于应变的系数均来自密度泛函理论 (DFT) 计算以及基于 $d^5$ 过渡金属离子的材料耦合常数的微观推导。对于在 $3\%$ 应变下的 $\alpha$-RuCl$_3$，新出现的交换通道获得了与无应变对应物相当的量级。基于这些参数，我们研究了竞争磁态（包括锯齿形序和 Kitaev 量子自旋液体 (KQSL)）之间由应变驱动的量子相变，并确定了 KQSL 态内由应变诱导的拓扑相变，这为 Kitaev 物理学提供了实用的诊断方法。此外，我们对 $\epsilon$-$KJ\Gamma\Gamma'$ 模型的对称性分析既适用于 $d^{5}$ 离子（如 $\alpha$-RuCl$_3$），也适用于 $d^{7}$ 系统（包括钴基化合物）。