Kitaev 磁体中的新型手性量子自旋液体

在足够强的自旋轨道耦合下，莫特绝缘体可展现具有拓扑序和分数化激发的量子自旋液体相。具有纯 Kitaev 自旋交换相互作用的量子磁体在施加小的正磁场时，可承载具有沿逆时针方向传播的单条 Majorana 边缘模的带隙量子自旋液体。本文展示，在足够强的正磁场下，如何发生拓扑相变，进入具有沿顺时针方向传播的两条 Majorana 边缘模的带隙量子自旋液体。研究发现，Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用可将非手性 Kitaev 无隙量子自旋液体转变为在两个 Dirac 点具有相等贝里相位的手性量子自旋液体。热霍尔电导实验可为所预言的新型拓扑带隙量子自旋液体态提供证据。