$\alpha$-RuCl$_3$ 中磁相互作用的确定与高场量子自旋液体
强关联电子
2021-07-16 v1 材料科学
摘要
受阻挫磁体 -RuCl 构成了一个引人入胜的量子材料平台，其蕴含有趣的 Kitaev 物理。然而，关于其复杂自旋相互作用与场诱导量子相尚未达成共识。此处我们运用多种最先进的多体方法，确定了能定量解释 -RuCl 中主要观测的微观自旋模型，包括锯齿状序、双峰比热、磁各向异性以及特征 M-star 动力学自旋结构等。依据我们的模型模拟，面内场在约 7 T 处将系统驱入极化相，且在有限温度发生热分数化，从而调和不同实验中的观测。在面外场下，锯齿状序在 35 T 被抑制，其上且低于 100 T 量级的极化场，出现一场诱导量子自旋液体。分数熵与代数低温比热揭示了无能隙自旋液体的本质，这可在 -RuCl 的高场测量中探究。
引用
@article{arxiv.2106.04557,
title = {Identification of Magnetic Interactions and High-field Quantum Spin Liquid in $\alpha$-RuCl$_3$},
author = {Han Li and Hao-Kai Zhang and Jiucai Wang and Han-Qing Wu and Yuan Gao and Dai-Wei Qu and Zheng-Xin Liu and Shou-Shu Gong and Wei Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.04557},
year = {2021}
}
备注
To appear in Nature Communications (12 pages, 6 figures, and 5 Supplementary Notes)