三角晶格上Heisenberg-Kitaev模型的量子自旋液体基态

我们使用Schwinger玻色子方法研究了三角晶格上二维Heisenberg-Kitaev模型的量子无序基态。我们的目标是识别并表征由各向异性Kitaev相互作用稳定的潜在有能隙量子自旋液体相。对于反铁磁Heisenberg和Kitaev耦合以及足够小的自旋$S$，我们发现了三种不同的对称$Z_2$自旋液体相，它们由两个连续的量子相变分隔。有趣的是，在整个相变过程中，元激发的能隙保持有限。第一个自旋液体相对应于Heisenberg极限下众所周知的零通量态，该态对于小的Kitaev耦合是稳定的，并在大$S$的半经典极限下发展为$120^\circ$序。在相反的Kitaev极限下，我们发现了一个不同的自旋液体基态，它是具有反铁磁链的磁有序态的量子无序版本，与经典极限下的结果一致。最后，在中间耦合强度下，我们发现了一个具有非常规自旋关联的自旋液体态。在旋子凝聚时，该态在非公度动量处形成布拉格峰，这与最近理论工作中分析的磁有序Z2涡旋晶体相非常类似。