kagome冰化合物中的三维XY普适类与非线性磁化率

Kagome自旋冰是一类引人入胜的自旋系统，由位于kagome晶格上且具有铁磁相互作用的面内Ising自旋构成，理论上预测其具有大量磁相变和激发。特别是，不同变体的kagome自旋冰模型在从顺磁态冷却到完全有序基态的过程中，可能表现出不同的对称性破缺序列。最近，已有研究表明阻挫金属间化合物 HoAgGe 是 kagome 自旋冰的忠实固态实现。在此，我们利用单晶中子漫散射更精确地绘制了 HoAgGe 在不同温度下的自旋有序，并令人惊讶地发现其有序化序列似乎不同于以往已知的场景：从顺磁态出发，系统首先进入具有涨落磁荷的部分有序态，这与在到达完全有序态之前存在电荷有序顺磁相不同。通过使用最先进的 Monte Carlo 模拟和针对 HoAgGe 中畸变 Kagome 自旋冰的准二维模型进行的标度分析，我们阐明了一个单一的三维 (3D) XY 相变进入具有破缺时间反演对称性 (TRS) 的基态。然而，3D XY 相变在涨落磁荷完全有序之前具有一个长交叉尾部。更有趣的是，我们在实验和理论上均发现，HoAgGe 的 TRS 破缺相表现出一种不寻常的滞后响应：尽管它们的磁化强度消失，但两个时间反演伙伴可以通过与 kagome 冰规则相关的非线性磁化率来区分和选择。我们的发现不仅揭示了 kagome 自旋冰的一种新的对称性破缺层级，还展示了破缺 TRS 的阻挫自旋系统在信息技术应用中的潜力。