磁场驱动的各向异性反铁磁 Kitaev 模型的拓扑量子相变

我们利用有限温度 Lanczos 方法（FTLM）研究了在 $[001]$ 磁场下具有反铁磁（AFM）耦合的各向异性 Kitaev 模型的量子自旋液体（QSL）基态。在该各向异性 AFM Kitaev 模型中，$K_{X}=K_{Y}$，$K_{X}+K_{Y}+K_{Z}=-3K$，且 $K_{Z}<-K$；随着磁场增大，有能隙 QSL 在 $h_{c1}=g\mu_{B}H_{z1}/K$ 处经历到无能隙 QSL 的相变，在 $h_{c2}$ 处到另一具有 $C_{6}$ 旋转对称性的无能隙 QSL，并在 $h_{c3}$ 与 $h_{c4}$ 之间到一个新的 $U(1)$ 无能隙 QSL。这些表明磁场可先将各向异性有能隙或无能隙 QSL 变回各向同性 $C_{6}$ 无能隙 QSL，然后使其经历与各向同性情形类似的演化。此外，临界磁场 $h_{c1}$、$h_{c2}$、$h_{c3}$ 和 $h_{c4}$ 随 Kitaev 耦合增大而单调出现；这表明磁场可用于各向异性 Kitaev 材料的调控。