Kitaev Magnet候補Rucl3およびRui3の電子構造

遷移金属部位での強力な原子スピン軌道カップリングを備えた層状のハニカム磁石は、キタエフ磁気と結果として生じる非熟成編組統計の検索のために集中的に研究されています。α-rucl3は最も有望な候補であり、同じ結晶構造を持つ兄弟化合物α-Rubr3およびα-Rui3の実現に関するいくつかの報告があります。ここでは、第一原理の動的平均フィールド理論を使用することにより、α-rucl3およびα-rui3の相関電子構造を調査します。我々の結果は、α-RUI3の輸送特性に関する実験的および理論的報告の矛盾についての貴重な洞察を提供し、強いスピン軌道結合とα-RUI3の量子スピンホール絶縁相を伴う相関フラットバンドの潜在的な実現を示唆しています。

Layered honeycomb magnets with strong atomic spin-orbit coupling at transition metal sites have been intensively studied for the search of Kitaev magnetism and the resulting non-Abelian braiding statistics. α-RuCl3 has been the most promising candidate, and there have been several reports on the realization of sibling compounds α-RuBr3 and α-RuI3 with the same crystal structure. Here, we investigate correlated electronic structures of α-RuCl3 and α-RuI3 by employing first-principles dynamical mean-field theory. Our result provides a valuable insight into the discrepancy between experimental and theoretical reports on transport properties of α-RuI3, and suggests a potential realization of correlated flat bands with strong spin-orbit coupling and a quantum spin-Hall insulating phase in α-RuI3.