Comportement proche du liquide de spin quantique de Kitaev dans {\alpha}-RuCl_3

Titre	Comportement proche du liquide de spin quantique de Kitaev dans {\alpha}-RuCl_3
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, D. L. Kovrizhin, S. Bhattacharjee, R. Moessner, D. A. Tennant, D. G. Mandrus, S. E. Nagler
Journal	Matériaux naturels
Date	04/29/2015
DOI	10.1038/nmat4604
Introduction	Les états topologiques de la matière, tels que les liquides de spin quantiques (QSL), présentent un attrait considérable en raison de leurs attributs théoriques notables, notamment la sauvegarde de l'information quantique et l'apparition de fermions de Majorana. Cependant, l'identification expérimentale de ces QSL a posé des problèmes. Une méthode clé consiste à examiner leurs caractéristiques uniques via le vecteur d'onde et la dépendance de l'intensité de leur réponse dynamique à l'aide de la diffusion de neutrons. Des recherches considérables se sont concentrées sur les matériaux iridates, suggérés pour incarner le célèbre modèle de Kitaev sur un réseau en nid d'abeille - un système QSL topologique prototypique en deux dimensions (2D). Néanmoins, les défis associés à l'iridium dans les mesures neutroniques ont considérablement entravé les progrès. Ce travail présente des données empiriques indiquant qu'un matériau basé sur le ruthénium, {\alpha}-RuCl_3, présente une physique de Kitaev analogue et est bien adapté aux études neutroniques. Nos résultats valident le fort couplage spin-orbite essentiel et un arrangement magnétique à basse température cohérent avec la phase anticipée près du QSL. En outre, nous démontrons que les défauts d'empilement, intrinsèques au caractère 2D prononcé du matériau, clarifient les observations perplexes précédentes. L'analyse des fonctions de réponse dynamique, en particulier à des énergies et des températures supérieures à celles où les interactions intercouches apparaissent, s'aligne sur la physique de déconfinement caractéristique des QSL. En comparant avec les dynamiques récemment calculées à partir des excitations de flux de jauge et des fermions de Majorana dans le modèle de Kitaev pur, nous présentons {\alpha}-RuCl_3 comme un candidat de premier plan pour la manifestation empirique de la physique de Kitaev fractionnée.
Citation	A. Banerjee, C. A. Bridges et J-Q. Yan et al. Proximate Kitaev Quantum Spin Liquid Behaviour in {\alpha}-RuCl$_3$. 2015. DOI : 10.1038/nmat4604
Élément	Iridium (Ir) , Ruthénium (Ru)
Matériaux	Composés chimiques , Cristaux
Thèmes	Graphène et matériaux 2D , Matériaux magnétiques
L'industrie	Recherche et laboratoire , Électronique

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