Kitaev 量子自旋液体候选材料 $\alpha$-RuCl$_3$ 中的反常热霍尔效应

Kitaev 量子自旋液体表现出量子自旋向 Majorana 费米子的分数化。预计涌现的 Majorana 边缘电流将以有限热霍尔效应的形式显现，这是拓扑超导体中常讨论的特征。在此，我们报告了在具有二维蜂窝晶格的 Kitaev 磁体候选材料 $\alpha$-RuCl$_3$ 中的热霍尔电导率 $\kappa_{xy}$ 测量结果。在由 Kitaev 相互作用 $J_K/k_B \sim 80$ K 表征的温度以下的自旋液体（Kitaev 顺磁）态中，正的 $\kappa_{xy}$ 随着冷却逐渐发展，表明存在极不寻常的巡游激发。尽管零温度性质被 $T_N=7$ K 处的磁有序所掩盖，但在中等温度下 $\kappa_{xy}/T$ 的符号、大小和 $T$ 依赖性遵循巡游 Majorana 激发的预测趋势。