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NaRuO$_2$:三角晶格环境中的 Kitaev-Heisenberg 交换作用

强关联电子 2023-10-11 v2

摘要

Kitaev 交换是量子磁性研究中的一个新范式,它发生在 90^{\circ} 金属-配体-金属键、t2g5t_{2g}^5 过渡离子和相当大的自旋轨道耦合条件下。目前,人们不仅在蜂窝状化合物中研究它,也在三角晶格上研究它。对于前者,现在已知 Kitaev 位点间耦合是铁磁性的,而对于后者,情况尚不清楚。在此,我们确定了 t2g5t_{2g}^5 三角晶格材料 NaRuO2_2 中的交换机制并确定了有效耦合常数,该材料最近被发现具有量子自旋液体基态。我们表明,与蜂窝状化合物相比,三角晶格中特有的阳离子环境极大地影响了交换路径和有效耦合参数,将 Kitaev 相互作用转变为反铁磁性。量子化学分析和随后的有效自旋模型计算为理解实验观测到的量子自旋液体的性质提供了视角——它似乎意味着存在有限的长程交换,并且其非典型地接近铁磁序与相当大的铁磁 Heisenberg 最近邻耦合有关。

关键词

引用

@article{arxiv.2212.09365,
  title  = {NaRuO$_2$: Kitaev-Heisenberg exchange in triangular-lattice setting},
  author = {Pritam Bhattacharyya and Nikolay A. Bogdanov and Satoshi Nishimoto and Stephen D. Wilson and Liviu Hozoi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2212.09365},
  year   = {2023}
}