基于张量网络的三维 Kitaev 量子自旋液体热力学
强关联电子
2021-09-08 v1
摘要
我们在热力学极限下分别研究了超蜂窝和超八边形晶格上的三维 Kitaev 和 Kitaev-Heisenberg 模型，涵盖零温和有限温度。我们的分析依赖于基于图投影纠缠对态（gPEPS）的先进张量网络（TN）模拟。我们绘制了模型的 TN 相图，并在零温和有限温度下表征了其潜在的带隙和无隙相。特别地，我们展示了将超蜂窝系统从高温冷却如何导致自旋分化为游走的 Majorana 费米子和规范场，这发生在两个独立的温度区间，并在比热上以双峰特征以及其他量（如热熵、自旋-自旋关联和键熵）上留下印记。利用 Kitaev 模型的 Majorana 表示，我们进一步表明，到 Kitaev 量子自旋液体（QSL）相的低温热转变与非平凡的 Majorana 能带拓扑和 Weyl 节点的存在相关，这通过非零陈数和有限热霍尔电导显现。超出纯 Kitaev 极限，我们研究了超八边形晶格上的三维 Kitaev-Heisenberg（KH）模型，并提取了不同 Heisenberg 耦合下的完整相图。我们进一步探索了 KH 模型中磁有序区域的热力学性质，并表明与 QSL 相不同，此处热相变遵循标准的 Landau 对称性破缺理论。
引用
@article{arxiv.2011.11577,
title = {Thermodynamics of 3D Kitaev quantum spin liquids via tensor networks},
author = {Saeed S. Jahromi and Hadi Yarloo and Roman Orus},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.11577},
year = {2021}
}
备注
13 pages, 12 figures