近邻 Kitaev 量子自旋液体 $\alpha$-RuCl$_3$ 中的巨声子反常
强关联电子
2021-06-17 v2
摘要
Kitaev 量子自旋液体是纠缠拓扑态的典型代表，理论预言其具有两类分数化低能激发：巡游 Majorana 费米子与 Z2 规范通量。由于这些激发具有分数化量子数与非定域性，对其探测一直具有挑战性。近来有人提出，分数化激发的印记通过一种新颖的分数化激发-声子耦合编码于 Kitaev 量子自旋液体的声子谱中。在此，我们利用具有 meV 分辨率的非弹性 X 射线散射在 -RuCl3 中揭示了这一效应。在高温下，我们发现交织的光学声子在 3 至 7 meV 之间截断一支横声学声子。随温度降低，光学声子在 Kitaev 能量 JK~8 meV 附近显示出大的强度增强，这与 Z2 规范通量能标附近的巨声学声子软化相重合。这一由分数化激发诱发的声子反常揭示了 -RuCl3 中量子热霍尔效应的关键要素，并展示了在拓扑量子材料中探测分数化激发的原理验证方法。
引用
@article{arxiv.2011.07036,
title = {Giant Phonon Anomalies in the Proximate Kitaev Quantum Spin Liquid $\alpha$-RuCl$_3$},
author = {H. Li and T. T. Zhang and A. Said and G. Fabbris and D. G. Mazzone and J. Q. Yan and D. Mandrus and G. B. Halasz and S. Okamoto and S. Murakami and M. P. M. Dean and H. N. Lee and H. Miao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.07036},
year = {2021}
}