Материалы Китаева

В соединениях переходных металлов с частично заполненными 4d- и 5d-оболочками запутанность спина и орбитального момента, электронные корреляции и эффекты кристаллического поля совместно приводят к возникновению разнообразных новых форм топологической квантовой материи. К ним относятся материалы Китаева — семейство Mott-изоляторов, стабилизированных спин-орбитальным взаимодействием, в которых формируются локальные спин-орбитально запутанные моменты j = 1/2, испытывающие преимущественно направленные вдоль связей изинговские обменные взаимодействия. На концептуальном уровне материалы Китаева вызывают большой интерес благодаря перспективе реализации необычных форм магнетизма, таких как физика спиновой жидкости в двумерных и трехмерных геометриях решёток или формирование нетривиальных спиновых текстур. Экспериментально синтезирован ряд материалов Китаева, включая сотовые материалы Na2IrO3, α-Li2IrO3, H3LiIr2O6 и, наиболее известный из них, α-RuCl3; треугольные материалы Ba3IrxTi3−xO9; а также трёхмерные гиперсотовые и полосато-сотовые материалы β-Li2IrO3 и γ-Li2IrO3. Мы представляем краткий обзор современного состояния теоретического и экспериментального исследования этих материалов Китаева.