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Impact of off-diagonal exchange interactions on the Kitaev spin-liquid state of α-RuCl_3

机译：非对角线交换相互作用对α-rucl_3的Kitaev旋转液态的影响

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Motivated by the recent experimental observation of the half-quantized thermal Hall conductivity for the candidate material of the Kitaev spin liquid, alpha-RuCl3 [Y. Kasahara et al., Nature 559, 227 (2018)], we investigate effects of non-Kitaev exchange interactions, which exist in the real material, on the gapped chiral spin-liquid state realized in the case with an applied magnetic field. It is found that off-diagonal exchange interactions enhance significantly the mass gap of Majorana fermions. This result provides a possible explanation for robust quantization of the thermal Hall conductivity observed in the above-mentioned experiment. Furthermore, we demonstrate that if the Kitaev spin-liquid state and the zigzag antiferromagnetic order coexist around the border of these two phases, off-diagonal exchange interactions can induce Fermi surfaces of Majorana fermions, leading to a state similar to the U(1) spin liquid.
机译：通过最近对Kitaev Spin液体的候选材料进行半量化的热霍尔电导率的实验观察，α-RuCl3 [Y. Kasahara等人，Nature 559,227（2018）]，我们研究了在具有施加磁场的壳体中实现的隐形手性旋转液态的非Kitaev交换相互作用的影响。发现非对角线交换相互作用提高了Majorana Fermions的质量差距。该结果提供了在上述实验中观察到的热霍尔电导率的鲁棒量化的可能解释。此外，我们证明，如果Kitaev旋转液体状态和Zigzag反铁磁性排列在这两个阶段的边界周围共存，则偏离对角线交换相互作用可以诱导Memanaan Fermions的费米表面，导致与U（1）类似的状态旋转液体。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2019年第22期|224409.1-224409.8|共8页
  • 作者

    Takikawa Daichi; Fujimoto Satoshi;

  • 作者单位

    Osaka Univ Dept Mat Engn Sci Toyonaka Osaka 5608531 Japan;

    Osaka Univ Dept Mat Engn Sci Toyonaka Osaka 5608531 Japan;

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