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Residual entropy and spin fractionalizations in the mixed-spin Kitaev model

机译：混合旋转Kitaev模型中的残余熵和旋转渐变

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摘要

We investigate the ground-state and finite-temperature properties of the mixed-spin (s, S) Kitaev model. When one of the spins is a half integer and the other is an integer, we introduce two kinds of local symmetries, which results in a macroscopic degeneracy in each energy level. Applying the exact diagonalization to several clusters with (s, S) = (1/2, 1), we confirm the presence of this large degeneracy in the ground states, in contrast to conventional Kitaev models. By means of the thermal pure quantum state technique, we calculate the specific heat, entropy, and spin-spin correlations in the system. We find that in the mixed-spin Kitaev model with (s, S) = (1/2, 1), at least, the double-peak structure appears in the specific heat and the plateau in the entropy at intermediate temperatures, indicating the existence of spin fractionalization. Deducing the entropy in the mixed-spin system with s, S = 2 systematically, we clarify that the smaller spin s is responsible for the thermodynamic properties at higher temperatures.
机译：我们研究了混合旋转（S，S）Kitaev模型的地面和有限温度。当其中一个旋转是半整数而另一个是整数时，我们介绍了两种局部对称性，这导致每个能量水平的宏观退化。与传统的Kitaev模型相比，将确切的对角应用于几个与（S，S）=（1/2,1）的簇，与常规的Kitaev模型相比，确认了地面状态的这种大退化。通过热纯量子状态技术，我们计算系统中的特定热量，熵和旋转旋转相关性。我们发现，在混合旋转的Kitaev模型中，至少具有（1/2,1），至少，双峰结构出现在特定的热量和高原在中间温度下的高原，表明旋转成分化的存在。用S，S <= 2系统地推断混合旋转系统中的熵，阐明了较小的旋转S负责在较高温度下的热力学性质。

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  • 来源
    《Physical review》 |2019年第10期|100404.1-100404.5|共5页
  • 作者

    Koga Akihisa; Nasu Joji;

  • 作者单位

    Tokyo Inst Technol Dept Phys Meguro Ku Tokyo 1528551 Japan;

    Yokohama Natl Univ Dept Phys Yokohama Kanagawa 2408501 Japan;

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