混合自旋Kitaev模型中的残余熵与自旋分数化

我们研究了混合自旋$(s, S)$ Kitaev模型的基态和有限温度性质。当其中一个自旋为半整数而另一个为整数时，我们引入了两种局域对称性，这导致了每个能级上的宏观简并。通过对几个$(s, S)=(1/2, 1)$的团簇应用精确对角化，我们确认了基态中这种大简并的存在，这与传统的Kitaev模型形成对比。借助热纯态量子技术，我们计算了系统中的比热、熵和自旋-自旋关联。我们发现，至少在$(s, S)=(1/2, 1)$的混合自旋Kitaev模型中，比热出现了双峰结构，熵在中间温度出现平台，这表明了自旋分数化的存在。通过系统地推导$s, S\le 2$的混合自旋系统中的熵，我们阐明了较小的自旋-$s$决定了较高温度下的热力学性质。