Kitaev 自旋液体候选材料 H$_{3}$LiIr$_{2}$O$_{6}$ 中可能的量子顺电态

一种新的量子自旋液体（QSL）候选材料 H$_{3}$LiIr$_{2}$O$_{6}$ 近期被合成，并发现其在低温下不显示任何磁有序或相变。本工作中，我们结合第一性原理计算与理论分析，研究了该材料中氢离子（即质子）的量子动力学。我们表明每个质子及其相邻氧离子形成一个电偶极子。偶极相互作用与质子隧穿可由具有量子无序顺电基态的横场伊辛模型描述。偶极激发具有能隙 $\Delta_{\mathrm{d}}\simeq 60$ meV，并可通过红外光谱与介电响应探测。我们认为电偶极涨落重整化了 H$_{3}$LiIr$_{2}$O$_{6}$ 中的磁相互作用，并导致 Kitaev QSL 态。