Na4ir3O8の3次元ハイパーカゴム格子のギャップレススピン液体

最近の実験では、S = 1/2 IRの局所モーメントがコーナー共有三角形の3次元の「ハイパーカゴメ」格子に住んでいる材料であるNa4ir3O8が、ギャップレススピンの励起を備えた量子スピン液体基底状態を持つ可能性があることを示しています。正確な斜め化、フェルミオン平均場の磁場状態の対称分析、およびガッツウィラーが投影された変分波関数研究の組み合わせを使用して、この格子のハイゼンバーグモデルの地位状態の好ましい候補として、スピンフェルミ表面を備えた量子スピン液体を提案します。この提案の熱力学的特性の影響を指摘し、スピノンフェルミ表面の潜在的な弱い不安定性について議論します。

Recent experiments indicate that Na4Ir3O8, a material in which s=1/2 Ir local moments live on a three-dimensional "hyperkagome" lattice of corner-sharing triangles, may have a quantum spin liquid ground state with gapless spin excitations. Using a combination of exact diagonalization, symmetry analysis of fermionic mean field ground states and Gutzwiller projected variational wave functions studies, we propose a quantum spin liquid with spinon Fermi surfaces as a favorable candidate for the ground state of the Heisenberg model on this lattice. We point out implications of this proposal for thermodynamic properties and discuss possible weak instabilities of the spinon Fermi surfaces.