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Kitaev 自旋液体中的热霍尔输运

强关联电子 2025-09-03 v2

摘要

我们利用在磁场下采用有限温度张量网络方法来探讨 Kitaev 模型中热霍尔电导率,方法经由热纯量子态技术进行基准测试。我们发现热霍尔电导率除以温度 κxy/T\kappa_{xy}/T 显著超过半整数量化值,呈现明显的驼峰状下降趋势。此外,我们表明 κxy/T\kappa_{xy}/T 的场向依赖性在广泛磁场范围内与与马约拉纳费米子相关联的 Chern 数的符号一致。我们还演示了额外的非对角互作用——即 Γ\GammaΓ\Gamma^{\prime} 项——对 κxy/T\kappa_{xy}/T 产生显著影响。特别是,我们表明正 Γ\Gamma 和负 Γ\Gamma^{\prime} 在中间温度区域导致显著增强。通过与经典模型的比较,我们揭示了 Γ\Gamma 项的效应超出经典图景,表明显著的量子涨落效应,而 Γ\Gamma^{\prime} 项的效应则在经典层面上得到良好描述。这些综合分析表明,增强的热霍尔响应在极化 regime 超越临界场时,仍可由与拓扑马约拉纳费米子主要贡献所解释。我们的ethods 不仅为理解 Kitaev 材料如 α\alpha-RuCl3_{3} 中的热霍尔输运提供了稳健的理论框架,也为在广泛强相关材料范围内搭建理论与实验之间的桥梁提供了前景。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.16558,
  title  = {Thermal Hall transport in Kitaev spin liquids},
  author = {Tsuyoshi Okubo and Joji Nasu and Takahiro Misawa and Yukitoshi Motome},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.16558},
  year   = {2025}
}

备注

26 pages, 26 figures