层间耦合对双层 Kitaev 模型的影响

我们研究了一个双层 Kitaev 模型，其中两个蜂窝层通过 Heisenberg 相互作用耦合，以讨论层间耦合对 Kitaev 量子自旋液体（QSLs）的影响。在该模型中，存在一种局域守恒量，导致系统中没有长程自旋关联。利用精确对角化、键算符平均场理论和团簇展开技术，我们研究了系统的基态性质。所得结果表明在 Kitaev QSL 与单态二聚体态之间存在一级量子相变。我们发现由于局域守恒量的存在，从单态二聚体基态出发的单三重态激发是局域化的。为考察有限温度性质，我们采用热纯量子态方法。我们阐明即便在量子相变之上，Kitaev QSL 特有的比热双峰结构仍得以保持。本结果表明 Kitaev QSL 对层间干扰是稳定的。我们也讨论了多层 Kitaev 模型的磁性质。