三角晶格量子自旋液体 NaYbSe$_2$ 中的各向异性场致有序

我们通过磁化与比热以及核磁共振（NMR）和电子自旋共振（ESR）等局域探针技术，研究了无本征无序、近似完美三角晶格反铁磁体 NaYbSe$_2$ 的高质量单晶。低场测量确认在低至 50~mK 时不存在任何自旋冻结或长程磁有序，这表明其具有带无能隙激发的量子自旋液体（QSL）基态。施加磁场后观察到 QSL 态的不稳定性。对于 $H\bot c$ 方向，由 $C_{\rm p}(T)$ 数据观察到在 2~T 以上发生场致磁相变，与 $M(H)$ 清晰的 $\frac{M_s}{3}$ 平台相符，该平台对应于上-上-下（uud）自旋排列。对于 $H\|c$ 方向，场致相变可在更高场范围（9–21~T）内被证实。$^{23}$Na NMR 测量为两个方向的场致有序提供了微观证据。两个方向均观察到源于热自旋涨落与量子自旋涨落的 $T_{\rm N}$ 再入行为。由修正的键依赖 XXZ 模型对自旋-$\frac{1}{2}$ 三角晶格反铁磁体提取出各向异性交换相互作用 $J_{\perp}\simeq$ 4.7~K 与 $J_z\simeq$2.33~K。零场下磁长程有序的缺失归因于强键阻挫效应，该效应源自复杂的自旋-轨道纠缠 $4f$ 基态。最后，我们推导出高度各向异性的磁相图，并与现有的自旋-$\frac{1}{2}$ 三角晶格反铁磁体理论模型进行比较讨论。