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任意磁场取向下的Kitaev模型相图

强关联电子 2022-02-15 v1

摘要

Kitaev模型是约束实费米子语言下可精确求解的量子自旋模型。尽管沿特殊磁场取向已有大量研究,关于完整场角表征的知识仍有限,而这能为分数化激发的存在提供宝贵信息。为此,我们首先将先前关于铁磁Kitaev模型场角响应的研究推广至反铁磁版本。然而,在共边八面体范式下,候选Kitaev材料的实际描述需要额外耦合项,包括较大的非对角项Γ\Gamma以及可能的各向异性修正Γp\Gamma_p。因此,仅依赖裸Kitaev模型的拓扑性质作为观测到热霍尔电导信号的唯一来源是不够的,亟需理解这些具完整场响应的扩展Kitaev模型。从实际K-Γ\Gamma-Γp\Gamma_p模型的零场相图出发,我们识别出反铁磁锯齿形与(部分)极化相,以及两个不寻常的Kitaev(-Γ\Gamma)自旋液体相。这些相在任意场取向下的磁场响应给出了极为丰富的相图。在两个有序相之间揭示出一个具有受抑磁化、有限分数化与有限陈数的部分极化相。该相被刻画为一种扩展Kitaev-Γ\Gamma自旋液体。为使我们的发现与实验相符,我们重现了中间相范围的不对称性, specifically针对两个不同场方向θ=±60o\theta = \pm 60^o

关键词

引用

@article{arxiv.2202.06158,
  title  = {Phase Diagrams of Kitaev Models for Arbitrary Magnetic-Field Orientations},
  author = {F. Yılmaz and A. P. Kampf and S. K. Yip},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.06158},
  year   = {2022}
}

备注

17 pages, 8 figures