Kitaev 模型材料 $\alpha$-RuCl$_{3}$ 中的近邻铁磁态
强关联电子
2021-09-01 v2
摘要
-RuCl 是实现 Kitaev 量子自旋液体的主要候选材料，但其低温下的锯齿形反铁磁序表明其偏离了 Kitaev 模型。我们通过 Ru 吸收边的共振非弹性 X 射线散射研究，量化了 -RuCl 的自旋哈密顿量。在顺磁态中，磁激发的准弹性强度在区中心附近有宽的最大值，而在锯齿形磁布拉格波矢处无任何局域极大值。这一发现意味着锯齿形序是脆弱的，并易于被竞争的铁磁关联破坏稳定。实验确定的哈密顿量的经典基态实际上是铁磁的。锯齿形态通过量子“无序致序”机制稳定，使铁磁性——连同 Kitaev 自旋液体——作为能量上相近的亚稳态。这三种紧密竞争的状态及其集体激发是理论上理解 -RuCl 在磁场中异常性质的关键。
引用
@article{arxiv.2008.02037,
title = {Proximate ferromagnetic state in the Kitaev model material $\alpha$-RuCl$_{3}$},
author = {H. Suzuki and H. Liu and J. Bertinshaw and K. Ueda and H. Kim and S. Laha and D. Weber and Z. Yang and L. Wang and H. Takahashi and K. Fürsich and M. Minola and B. V. Lotsch and B. J. Kim and H. Yavaş and M. Daghofer and J. Chaloupka and G. Khaliullin and H. Gretarsson and B. Keimer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.02037},
year = {2021}
}