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Role of spin-orbit coupling in the Kugel-Khomskii model on the honeycomb lattice

机译：自旋轨道耦合在蜂窝晶格上的Kugel-Khomskii模型中的作用

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We study the effective spin-orbital model for honeycomb-layered transition metal compounds, applying the second-order perturbation theory to the three-orbital Hubbard model with the anisotropic hoppings. This model is reduced to the Kitaev model in the strong spin-orbit coupling limit. Combining the cluster mean-field approximations with the exact diagonalization, we treat the Kugel-Khomskii type superexchange interaction and spin-orbit coupling on an equal footing to discuss ground-state properties. We find that a zigzag ordered state is realized in the model within nearest-neighbor interactions. We clarify how the ordered state competes with the nonmagnetic state, which is adiabatically connected to the quantum spin liquid state realized in a strong spin-orbit coupling limit. Thermodynamic properties are also addressed. The present paper should provide another route to account for the Kitaev-based magnetic properties in candidate materials.
机译：我们研究了蜂窝状过渡金属化合物的有效自旋轨道模型，将二阶摄动理论应用于具有各向异性跳变的三轨道哈伯德模型。在强自旋轨道耦合极限下，该模型简化为Kitaev模型。将聚类平均场近似与精确的对角线化相结合，我们在同等基础上处理Kugel-Khomskii型超交换相互作用和自旋轨道耦合，以讨论基态特性。我们发现在最近邻居交互中的模型中实现了锯齿形有序状态。我们阐明有序状态如何与非磁性状态竞争，非磁性状态绝热地连接到在强自旋轨道耦合极限中实现的量子自旋液体状态。还讨论了热力学性质。本文应提供另一条途径来解释候选材料中基于Kitaev的磁性。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2018年第9期|094427.1-094427.5|共5页
  • 作者

    Akihisa Koga; Shiryu Nakauchi; Joji Nasu;

  • 作者单位

    Department of Physics, Tokyo Institute of Technology, Meguro, Tokyo 152-8551, Japan;

    Department of Physics, Tokyo Institute of Technology, Meguro, Tokyo 152-8551, Japan;

    Department of Physics, Tokyo Institute of Technology, Meguro, Tokyo 152-8551, Japan;

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