論文の概要: Topological Nematic Phase Transition in Kitaev Magnets Under Applied Magnetic Fields

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.05959v3
• Date: Sun, 23 May 2021 11:06:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-15 03:02:48.500987
• Title: Topological Nematic Phase Transition in Kitaev Magnets Under Applied Magnetic Fields
• Title（参考訳）: 応用磁場下における北エフ磁石のトポロジカルネマティック相転移
• Authors: Masahiro O. Takahashi, Masahiko G. Yamada, Daichi Takikawa, Takeshi Mizushima, and Satoshi Fujimoto
• Abstract要約: キタエフのスピン液体状態におけるマヨラナフェルミオン間の4体相互作用は、磁気秩序のないマヨラナ結合のネマティック相転移を引き起こすことが示されている。 以上の結果から, 熱容量測定により, 最近アルファ$-RuCl$_3$で観測されたトポロジカル・ネマティック・トランジションが説明できる可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose a scenario of realizing the toric code phase, which can be potentially utilized for fault-tolerant quantum computation, in candidate materials of Kitaev magnets. It is demonstrated that four-body interactions among Majorana fermions in the Kitaev spin liquid state, which are induced by applied magnetic fields as well as non-Kitaev-type exchange interactions, trigger a nematic phase transition of Majorana bonds without magnetic orders, accompanying the change of the Chern number from $\pm 1$ to zero. This gapful spin liquid state with zero Chern number is nothing but the toric code phase. Our result potentially explains the topological nematic transition recently observed in $\alpha$-RuCl$_3$ via heat capacity measurements [O. Tanaka et al., arXiv:2007.06757].
• Abstract（参考訳）: 我々は,キタエフ磁石の候補材料において,フォールトトレラント量子計算に使用可能なトーリック符号位相を実現するシナリオを提案する。 非キタエフ型交換相互作用と同様に印加された磁場によって誘起されるキタエフスピン液体状態におけるマヨルダナのフェルミオン間の4体相互作用は、マヨルダナ結合の磁気秩序のないネマティック相転移を引き起こし、チャーン数を$\pm 1$ から 0 に変化させることが示されている。 チャーン数ゼロのこのギャップなスピン液体状態は、トーリック符号位相にすぎません。 以上の結果から, 熱容量測定(O. Tanaka et al., arXiv:2007.06757]により, 最近, $\alpha$-RuCl$_3$で観測されたトポロジカルネマティックな遷移が説明できる可能性が示唆された。

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