无序 Kitaev 模型中的自旋动力学：动力学自旋结构因子、磁化率和 NMR 弛豫率的量子蒙特卡洛研究

我们研究了两类无序——键随机性和位点稀释——对蜂窝晶格上 Kitaev 模型自旋动力学的影响。该模型的基态是典型的量子自旋液体，自旋分化为两类准粒子：巡游 Majorana 费米子和局域化磁通。利用无偏量子蒙特卡洛模拟，我们计算了动力学自旋结构因子、磁化率和 NMR 弛豫率的温度演化。在动力学自旋结构因子中，我们发现两类无序以不同方式严重影响了主要源自磁通激发的低能峰，而非源自 Majorana 激发的高能连续谱：键随机性使峰软化至更低能量并展宽，而位点稀释使峰模糊，并在包括零能在内的自旋能隙内产生其他尖锐峰。我们表明，源自位点空位周围诱导的 Majorana 零模的零能自旋激发，可存活至与 Kitaev 相互作用能量尺度相当的温度。对于键随机性，低温磁化率对弱无序无定性改变，但随无序强度增加变为发散行为。在 NMR 弛豫率中也观察到弱无序与强无序类似的显著差异：指数衰减变为幂律衰减。相反，对于位点稀释，我们发现无此交叉；磁化率中的发散行为和 NMR 弛豫率中的幂律衰减在引入位点稀释后立即出现。我们讨论了我们的结果与具有无序的 Kitaev 候选材料实验的关联。