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氢插层蜂窝状铱酸盐 H3LiIr2O6 中量子自旋液体的理论

强关联电子 2018-03-29 v2

摘要

我们为最近在 H3LiIr2O6\mathrm{H_3Li Ir_2 O_6} 实验中可能观察到的无能隙自旋液体相提出了一个理论模型。尽管该材料具有绝缘和非磁性性质,但在零磁场下观察到比热系数 C/T1/TC/T \sim 1/\sqrt{T},以及在有限磁场 BBC/TT/B3/2C/T \sim T/ B^{3/2}。此外,NMR 弛豫率显示 1/(T1T)(C/T)21/(T_1T) \sim (C/T)^2。受母体化合物 Li2IrO3\mathrm{Li_2 Ir O_3} 氢插层导致层间/面内晶格参数减小/伸长的启发,我们考虑了具有额外层间交换作用的四层 Kitaev 蜂窝晶格模型。结果表明,由此产生的自旋液体激发主要位于这种层状结构的顶层和底层,并具有四次色散。在施加磁场下,每个四次模式分裂成四个速度为 vB3/4v \sim B^{3/4} 的 Majorana 锥。我们认为,位于蜂窝层不同堆叠模式之间的这些“缺陷”层中的自旋液体相,可以解释实验的主要唯象现象,这可以作为 Kitaev 相互作用在该材料量子自旋液体形成中起主要作用的证据。

关键词

引用

@article{arxiv.1710.01307,
  title  = {Theory of a quantum spin liquid in hydrogen-intercalated honeycomb iridate, H3LiIr2O6},
  author = {Kevin Slagle and Wonjune Choi and Li Ern Chern and Yong Baek Kim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1710.01307},
  year   = {2018}
}

备注

5+2 pages, 4+1 figures; published version