Näherungsweises Kitaev-Quantenspin-Flüssigkeitsverhalten in einem Wabenmagneten

Titel	Näherungsweises Kitaev-Quantenspin-Flüssigkeitsverhalten in einem Wabenmagneten
Autoren	A. Banerjee, C. A. Bridges, J.-Q. Yan, A. A. Aczel, L. Li, M. B. Stone, G. E. Granroth, M. D. Lumsden, Y. Yiu, J. Knolle, S. Bhattacharjee, D. L. Kovrizhin, R. Moessner, D. A. Tennant, D. G. Mandrus, S. E. Nagler
Zeitschrift	Natur Materialien
Datum	04/04/2016
DOI	10.1038/nmat4604
Einführung	Quantenspinflüssigkeiten (QSLs) sind eine Klasse topologischer Materie, die für ihre außergewöhnliche Fähigkeit bekannt ist, Quanteninformationen vor Störungen durch die Umgebung zu schützen. Während sich die Identifizierung ihrer Grundzustände aufgrund ihrer Eigenschaftslosigkeit als schwierig erweist, bieten ihre angeregten Zustände klarere Einblicke, insbesondere mit dem Auftreten neuartiger Anregungen wie Majorana-Fermionen. Experimente mit unelastischer Neutronenstreuung sind eine hervorragende Methode zur Untersuchung dieser Anregungen. In dieser Arbeit werden Ergebnisse für Alpha-Rutheniumtrichlorid (α-RuCl3), ein Material auf Rutheniumbasis, vorgestellt, das Teil der laufenden Bemühungen ist, die berühmte topologische Kitaev-Waben-QSL zu realisieren, die sich bisher auf Iridiummaterialien konzentrierte. Unsere Messungen bestätigen die notwendige starke Spin-Bahn-Kopplung und die magnetische Ordnung bei niedrigen Temperaturen, was mit den Vorhersagen für Materialien in der Nähe eines QSL-Zustands übereinstimmt. Wir lösen ein seit langem bestehendes Problem, indem wir es auf Stapelfehler zurückführen, die dem hochgradig zweidimensionalen Charakter des Materials innewohnen. Bezeichnenderweise stimmt die dynamische Reaktion des Materials bei Energien, die die Skalen zwischen den Schichten überschreiten, mit der für QSLs charakteristischen Physik der Dekonfinition überein. Durch den Vergleich dieser Beobachtungen mit aktuellen theoretischen Berechnungen, die Eichflussanregungen und Majorana-Fermionen innerhalb des reinen Kitaev-Modells einschließen, schlagen wir vor, dass das Anregungsspektrum von α-RuCl3 ein führender Kandidat für eine fraktionierte Kitaev-Physik ist.
Zitat	A. Banerjee, C. A. Bridges und J.-Q. Yan et al. Näherungsweises Kitaev-Quantenspinflüssigkeitsverhalten in einem Wabenmagneten. Nat Mater. 2016. Vol. 15(7):733-740. DOI: 10.1038/nmat4604
Element	Ruthenium (Ru) , Iridium (Ir)
Materialien	Chemische Verbindungen , Kristalle
Themen	Intelligente und funktionelle Materialien , Magnetische Materialien , Graphen und 2D-Materialien , Computergestützte Materialwissenschaft
Industrie	Forschung & Labor

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