Kitaev 量子自旋液体中的边缘间自旋共振

Kitaev 模型为具有分数化激发、巡游 Majorana 费米子和局域磁通的量子自旋液体(QSLs)提供了一个平台。由于这些分数化激发可用于量子计算,如何通过自旋自由度产生、观测并控制它们是一个核心问题。在此,我们通过对系统的一条边缘施加交流磁场,研究了 Kitaev-Heisenberg 模型在宽频率范围内的动力学自旋输运。我们发现,在 Kitaev QSL 相中,即使静态自旋关联极小,另一条边缘的特定自旋分量也会被共振地诱导出自旋极化。这种边缘间自旋共振在较宽频率范围内围绕输入频率出现。与动力学自旋关联相比较,我们阐明该共振由具有宽连续激发谱的巡游 Majorana 费米子主导,其可长距离传播,尽管在纯 Kitaev 模型中因偶然简并而消失,且需要微弱的 Heisenberg 相互作用。我们还发现,其他自旋分量中的自旋极化在接近局域磁通激发能隙的几乎恒定频率下被弱诱导,与输入频率无关。这些结果表明动力学自旋输运是探测 Kitaev QSL 中分数化激发的有力探针。文中讨论了边缘间自旋共振可能的实验实现。