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Exact solution to a class of generalized kitaev spin-1/2 models in arbitrary dimensions

Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2020年第4期63卷 125-135页

作者： JianJian Miao HuiKe Jin FuChun Zhang Yi Zhou Kavli Institute for Theoretical Sciences University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China Department of Physics Zhejiang UniversityHangzhou 310027China CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures Nanjing UniversityNanjing 210093China Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics&Institute of Physics Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China

We construct a class of exactly solvable generalized kitaev spin-1/2 models in arbitrary dimensions, which is beyond the category of quantum compass models. The Jordan-Wigner transformation is employed to prove the exact solvability. An exactly solvable quantum spin-1/2 model can be mapped to a gas of free Majorana fermions coupled to static Z2 gauge fields. We classify these exactly solvable models according to their parent models. Any model belonging to this class can be generated by one of the parent models. For illustration, a two dimensional(2D) tetragon-octagon model and a three dimensional(3D) xy bond model are studied.

关键词： exactly solvable models kitaev honeycomb model quantum spin liquid

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