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首页> 外文期刊>Physical review >Collective spinon spin wave in a magnetized U(1) spin liquid
【24h】

Collective spinon spin wave in a magnetized U(1) spin liquid

机译：磁化的U（1）自旋液体中的集体激子自旋波

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摘要

We study the transverse dynamical spin susceptibility of the two-dimensional U( I) spinon Fermi-surface spin liquid in a small applied Zeeman field. We show that both short-range interactions, present in a generic Fermi liquid, as well as gauge fluctuations, characteristic of the U(1) spin liquid, qualitatively change the result based on the frequently assumed noninteracting spinon approximation. The short-range part of the interaction lead to a collective "spinon spin wave" mode, which splits off from the two-spinon continuum at a small momentum and disperses downward. Gauge fluctuations renormalize the susceptibility, providing nonzero power-law weight in the region outside the spinon continuum and giving the spin wave a finite lifetime, which scales as momentum squared. We also study the effect of Dzyaloshinskii-Moriya anisotropy on the zero momentum susceptibility, which is measured in electron spin resonance (ESR), and obtain a resonance linewidth linear in temperature and varying as B~(2/3) with magnetic field B at low temperatures. Our results form the basis for a theory of inelastic-neutron scattering, ESR, and resonant inelastic x-ray scattering studies of this quantum spin-liquid state.
机译：我们在一个小的应用塞曼场中研究了二维U（I）旋子费米表面自旋液体的横向动力学自旋磁化率。我们表明，在通用费米液体中存在的两种短程相互作用以及U（1）自旋液体的特征量规波动，都基于经常假定的非相互作用的旋子逼近性定性地改变了结果。相互作用的短程部分导致一个集体的“自旋自旋波”模式，该模式以较小的动量从两自旋连续体中分裂出来并向下扩散。仪表波动使磁化率重新归一化，在自旋子连续体之外的区域中提供非零的幂律权重，并赋予自旋波有限的寿命，其随动量平方成比例缩放。我们还研究了Dzyaloshinskii-Moriya各向异性对零动量磁化率的影响，该磁化率以电子自旋共振（ESR）进行了测量，并获得了温度线性且随磁场B在（2）随B〜（2/3）变化的共振线宽。低温。我们的结果构成了该量子自旋液体态的非弹性中子散射，ESR和共振非弹性X射线散射理论的基础。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2020年第2期|020401.1-020401.5|共5页
  • 作者

    Leon Balents; Oleg A. Starykh;

  • 作者单位

    Kavli Institute for Theoretical Physics University of California Santa Barbara California 93106 USA;

    Department of Physics and Astronomy University of Utah Salt Lake City Utah 84112 USA;

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