Magnetoelastic effects in the hyperhoneycomb Kitaev spin liquid

Анотація

В останні роки припускалося, що декілька моттовських ізоляторів з великою спін-орбітальною взаємодією можуть бути близькими до квантової спінової рідини Китаєва, цікавою особливістю якої є розподіл спінових збуджень на рухомі ферміони Майорани та статичні Z₂ потоки. На жаль, основний стан цих систем важко зафіксувати експериментально, бо він не виявляє особливостей на відміну від звичайного локального зондування. Запропоновано для знаходження проявів розділення збуджень використовувати їхній зв’язок із коливаннями гратки, тобто магнітопружний зв’язок, який виникає внаслідок залежності взаємодії між спінами від їхньої відносної відстані. Показано, що магнітопружний зв’язок може приводити до суттєвих модифікацій фононної динаміки, яка може спостерігатися у вигляді перенормування вимірюваного фононного спектра, загасання звуку та холлівської фононної в’язкості. Це робить фононну динаміку перспективним інструментом для характеризування та ідентифікації фаз квантової спінової рідини. Основну увагу приділено магнітопружним ефектам у тривимірній моделі Китаєва, яка реалізується у гіперсотовій гратці. Гіперсотова китаєвська спінова рідина дуже цікава, бо сильну китаєвську взаємодію було спостережено у китаєвському магнетику β-Li₂IrO₃, в якому спін-орбітально пов’язані J_eff = 1/2 моменти іридію формують точну гіперсотову гратку.