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扩展自旋-3/2 Kitaev-Heisenberg 模型的量子相图:DMRG 研究

强关联电子 2025-04-01 v1

摘要

最近,针对高自旋 Kitaev 材料的实现前景引发了广泛关注,例如准二维化合物 CrI3_3 和 CrGeTe3_3。然而,这些材料中量子自旋液体(QSL)对于单向离子各向异性(SIA)的稳定性,以及伴随有限 SIA 的扩展自旋-3/2 Kitaev 模型的全局量子相图仍不清晰。本研究采用大规模密度矩阵renormalization群(DMRG)探索伴随 SIA AcA_c 的广义自旋-3/2 Kitaev-Heisenberg(K-H)模型的量子相图。在 Ac=0A_c=0 的极限下,自旋-3/2 K-H 模型呈现类似于自旋-1/2 系统的量子相图,包括两个围绕反铁磁和铁磁 Kitaev 模型的 QSL。对于具有有限 AcA_c 的模型,我们绘制了两个 Kitaev 点附近的量子相图,观察到从这两个 QSL 相中发展而来的不同类型的平面涡旋有序。有趣的是,在每个涡旋相中发现了一系列近似退化的涡旋配置。利用线性自旋波理论,我们证明这些涡旋配置可理解为连续经典态族群的量子修正的结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.24246,
  title  = {Quantum phase diagram of the extended spin-3/2 Kitaev-Heisenberg model: A DMRG study},
  author = {Gui-Xin Liu and Ting-Long Wang and Yi-Fan Jiang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.24246},
  year   = {2025}
}

备注

4.5 pages, 4 figures plus Supplemental Material