蜂窝钴酸盐 BaCo$_2$(AsO$_4$)$_2$ 中的键依赖相互作用与非排序态

蜂窝晶格材料 BaCo$_{2}$(AsO$_{4}$)$_{2}$ 所含有磁性 Co$^{2+}$ 的基态与哈密顿量已争论数十年。最近提出的针对此类蜂窝钴酸盐的各向异性键依赖相互作用，使人有望在 Kitaev 物理背景下重新审视其哈密顿量。为测试这一假设，我们对 BaCo$_{2}$(AsO$_{4}$)$_{2}$ 单晶进行磁化、交变电导率和中子散射测量，并结合先进的建模。我们的实验结果突出显示，具有本征无序关联的共线磁基态，其平均失调传播向量。进行蒙特卡罗模拟和线性自旋波计算，以获得与此异常基态、磁激发色散以及磁场下的磁化平台相兼容的自旋模型。我们因此表明，键依赖的各向异性相互作用，包括 Kitaev 样子相互作用，是解释此长期探索材料困惑性质所必需的，因而也是钴酸盐中的通用成分。