We reveal physical properties of Kitaev spin liquids exploiting exact diagonalization (ED) approach. With the ED method, we calculate physical observables, such as spin correlations and flux, which can characterize the spin liquid phase. We also show that other physical observables can detect quantum phase transitions in the spin models which include Kitaev interactions. Specfically, we discuss quantum phase transitions in the Kitaev-Heisenberg model and in a generic spin-1/2 model. So-called the $\Gamma$ spin interaction can trigger quantum phase transitions and difference phases can be distinguished by the energy profile features with varying magnetic field angles.
이 논문에서는 완전 대각화 방법론적 접근을 통한 키타예프 양자 스핀 액체의 물리적 특성을 다루었다. 키타예프 상호작용이 주가 되는 스핀 모델들을 중심으로 하여 완전 대각화 방법을 통해 양자 스핀 액상을 특징지을 수 있는 스핀 상관관계, 플럭스와 같은 물리량들을 계산하고, 다른 여러 물리량들을 통해 양자 상전이를 탐지할 수 있음을 보였다. 보다 자세히 말하면, 키타예프-하이젠베르크 모델에서는 하이젠베르크 상호작용의 세기에 따른 양자 상전이의 여부를 살펴보고, 키타예프 모델을 포괄하는 일반적인 스핀-1/2 모델에서는 감마($\Gamma$) 상호작용이라 부르는 스핀 상호작용이 양자 상전이를 유도할 수 있음을 보이고 서로 다른 상들을 자기장 방향에 따른 물리량의 변화를 통해 명확히 구별할 수 있음을 보였다.
