具有受挫横向交换的自旋冰中竞争自旋液体与隐藏向列序

磁相互作用中的受挫可产生具有微妙而优美性质的无序基态。自旋冰Ho2Ti2O7和Dy2Ti2O7例证了这一现象，显示出经典自旋液体态，具有分数化磁单极子激发。最近，由于认识到各向异性交换相互作用可将自旋冰转换为大规模纠缠的量子自旋液体，其中磁单极子成为涌现量子电动力学的电荷，人们对密切相关的“量子自旋冰”材料产生了极大兴趣。本文我们展示即使最简单的量子自旋冰模型，即烧绿石晶格上的XXZ模型，也能实现更丰富的情景。利用经典蒙特卡洛模拟、半经典分子动力学模拟以及解析场论的结合，我们探索了该模型在受挫横向交换下的性质。我们发现不止一种，而是三种竞争形式的自旋液体，以及具有隐藏自旋向列序的相。我们探索了这些不同态的实验特征，对非弹性中子散射给出了明确预测。这些结果显示了与一系列烧绿石氧化物实验的奇妙相似性。