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본 리뷰에서는 2차원 및 3차원 자성체에서 나타나는 키타에프 (Kitaev) 자성에 대한 제일원리 전자구조계산 및 물성물리적 관점에서의 간략한 소개를 하고자 한다. 특별히 본 논문에서는 키타에프 자성을 실현하기 위한 결정상 물리계에서의 스핀-오비탈 결합의 중요성 및 이를 통해 발생하는 비등방적인 자성 상호작용에 대한 소개를 중점적으로 다룰 예정이다. 우선 결정구조 위에서의 양자역학적 효과에 의한 자성의 발생, 스핀-오비탈 (Orbital) 결합 및 Jackeli-Khaliullin 메커니즘에 대한 소개를 마친 뒤, 키타에프 자성 모델 및 이의 정확한 풀이 방법과 그 해에 대한 간략한 소개를 할 것이다. 그리고 2009년 이후로 제안되어 온 해당 자성을 가질 수 있는 후보 물질들 및 실물질에서의 키타에프 자성 연구 및 실험적으로 키타에프 자성에 의해 발생하는 스핀 액상 및 마요라나 (Majorana) 페르미온 (Fermion) 을 관찰하기 위한 시도들에 대한 역사를 소개한다. 마지막으로 키타에프 자성을 구현하기 위한 방법들을 제일원리 전자구조계산 방법론의 관점 하에서 소개하는 한 편 이에 대한 최신의 이론 및 실험 연구들을 소개하며 본 리뷰를 마무리하고자 한다.
목차
I. 서론
II. 자성의 양자역학적 효과에 대한 기본적인 소개
III. 키타에프 자성을 구현하는 Jackeli-Khaliuilin 메커니즘 및 그 일반화
IV. 키타에프 자성 모델 및 이의 결과
V. 대표적인 키타에프 자성 후보 물질들에 대한 연구
VI. 앞으로의 전망, 요약 및 결론
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