Kitaev 材料中的非 Kitaev 自旋液体

我们指出 Kitaev 材料未必支持 Kitaev 自旋液体。众所周知，自旋相互作用中存在 Kitaev 项并不是 Kitaev 自旋液体基态的充分条件。许多其他自旋液体可能由系统竞争性的自旋相互作用所稳定。因此，我们探索了在蜂窝状 Kitaev 材料中存在非 Kitaev 自旋液体的可能性。我们使用 Schwinger 玻色子表示自旋变量，对有能隙的 $\mathbb{Z}_2$ 自旋液体进行了系统分类。Kitaev 材料中强自旋轨道耦合的存在为非 Kitaev 自旋液体的射影对称群分类引入了新的要素。我们预测了这些有能隙的非 Kitaev 自旋液体的谱学性质。此外，在我们发现的有能隙自旋液体中，我们识别出一种自旋液体，其自旋子凝聚导致了在 Na$_2$IrO$_3$ 和 $\alpha$-RuCl$_3$ 中观察到的 zig-zag 磁序的磁 Bragg 峰结构。我们进一步讨论了在加压下的 $\alpha$-RuCl$_3$ 中，存在有能隙的 $\mathbb{Z}_2$ 自旋液体以及从 zig-zag 磁序到自旋二聚化的解禁闭量子临界性的可能性。