三角、超 Kagome、Kagome、FCC 和烧绿石晶格上铱酸盐的 Kitaev-Heisenberg 模型
强关联电子
2014-02-28 v2
摘要
Kitaev-Heisenberg (KH) 模型已被提出用于捕捉蜂窝晶格上铱酸盐 Mott 绝缘体中的磁相互作用。我们表明，类似的相互作用出现在许多其他由共边 IrO_6 八面体构成的几何结构中，包括分别与 Ir2O4 和 Na4Ir3O8 相关的烧绿石和超 Kagome 晶格。Kitaev 自旋液体的精确解不能推广到这些晶格。然而，蜂窝晶格 KH 模型的另一个精确可解点（通过四子晶格变换为铁磁体获得）可以推广到所有这些晶格。一个 Klein 四元群=Z2xZ2 结构与这种映射相关联（因此称为 Klein 对偶性）。如果满足简单的几何条件，有限晶格允许这种对偶性。这种对偶性预测了这些不同二维和三维晶格上的无涨落有序态，它们是蜂窝晶格 KH 条纹序的类比。该结果与半经典 Luttinger-Tisza 近似结合使用，以获得不同晶格上 KH 模型的相图。我们还讨论了基于 Majorana 费米子的平均场理论，该理论在 Kitaev 点处对于蜂窝晶格是精确的，并将其应用于不同晶格上的 KH 模型。我们将这些模型的丰富行为归因于几何阻挫与自旋轨道耦合引起的阻挫之间的相互作用。
引用
@article{arxiv.1303.3290,
title = {Kitaev-Heisenberg models for iridates on the triangular, hyperkagome, kagome, fcc, and pyrochlore lattices},
author = {Itamar Kimchi and Ashvin Vishwanath},
journal= {arXiv preprint arXiv:1303.3290},
year = {2014}
}
备注
v2: Published version. 13 pages, 8 figures main text; 3 pages appendix