Comportement du liquide de spin quantique Kitaev dans un aimant en nid d'abeille

Titre	Comportement du liquide de spin quantique Kitaev dans un aimant en nid d'abeille
Auteurs	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
Journal	Matériaux naturels
Date	04/04/2016
DOI	10.1038/nmat4604
Introduction	Les liquides quantiques de spin (QSL) représentent une classe de matière topologique connue pour sa capacité exceptionnelle à protéger l'information quantique des interférences environnementales. Alors que l'identification de leurs états fondamentaux s'avère difficile en raison de leur nature sans caractéristiques, leurs états excités offrent des perspectives plus claires, en particulier avec l'émergence de nouvelles excitations telles que les fermions de Majorana. Les expériences de diffusion inélastique des neutrons constituent une excellente méthode pour sonder ces excitations. Ce travail présente les résultats obtenus pour le trichlorure d'alpha-ruthénium (α-RuCl3), un matériau à base de ruthénium, dans le cadre des efforts en cours pour réaliser le fameux QSL topologique en nid d'abeille de Kitaev, une recherche qui se concentrait auparavant sur les matériaux à base d'iridium. Nos mesures confirment le fort couplage spin-orbite nécessaire et l'ordre magnétique à basse température, ce qui correspond aux prédictions pour les matériaux proches d'un état QSL. Nous résolvons un problème de longue date en l'attribuant à des défauts d'empilement, qui sont intrinsèques au caractère hautement bidimensionnel du matériau. De manière significative, la réponse dynamique du matériau à des énergies dépassant les échelles inter-couches s'aligne sur la physique de déconfinement caractéristique des QSL. En comparant ces observations avec des calculs théoriques récents qui incluent des excitations de flux de jauge et des fermions de Majorana dans le modèle pur de Kitaev, nous proposons que le spectre d'excitation de l'α-RuCl3 soit un candidat de premier plan pour présenter une physique de Kitaev fractionnée.
Citation	A. Banerjee, C. A. Bridges et J.-Q. Yan et al. Proximate Kitaev quantum spin liquid behaviour in a honeycomb magnet. Nat Mater. 2016. Vol. 15(7):733-740. DOI : 10.1038/nmat4604
Élément	Ruthénium (Ru) , Iridium (Ir)
Matériaux	Composés chimiques , Cristaux
Thèmes	Matériaux intelligents et fonctionnels , Matériaux magnétiques , Graphène et matériaux 2D , Science computationnelle des matériaux
L'industrie	Recherche et laboratoire

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