蜂窝晶格铱酸盐 $\alpha$-Li$_{2}$IrO$_{3}$ 中具有主导键向交换相互作用的光学磁子

我们利用共振非弹性 X 射线散射揭示了蜂窝晶格铱酸盐 $\alpha$-Li$_{2}$IrO$_{3}$ 中的光学磁子。在 20-25 meV 能量区域的谱表现出动量依赖性，其能量在磁布拉格峰位置 ($\textit{h}, \textit{k}$) = ($\pm$0.32, 0) 处最高，并向 (0, 0) 和 ($\pm$1, 0) 降低。我们将数据与基于通用最近邻自旋模型的线性自旋波理论进行比较。我们发现需要约 20 meV 的主导键向 Kitaev 相互作用来解释本研究观察到的能量尺度。所观察到的激发被理解为源于光学磁子模式，其强度由结构因子调制，从而导致表观的动量依赖性。我们还观察到了远高于 $\textit{T}_{N}$ 的由短程磁关联引起的漫散射。与 Na$_{2}$IrO$_{3}$ 不同，该漫散射缺乏蜂窝晶格的 $C_3$ 旋转对称性，表明在 $\alpha$-Li$_{2}$IrO$_{3}$ 中键各向异性远不可忽略。