量子自旋液体候选材料NaErS$_2$中的晶体电场激发

具有稀土离子三角晶格的delafossite族化合物最近被提出作为量子自旋液体（QSL）态的候选载体。为实现QSL，稀土离子的晶体电场（CEF）基态应由允许显著量子隧穿的双重态组成，但迄今关于delafossite化合物中CEF态的认识仍有限。本文采用非弹性中子散射（INS）研究delafossite NaErS$_2$粉末样品中的CEF跃迁，其中Er$^{3+}$离子的总角动量 $J = 15/2$ 较大，由此产生的众多CEF跃迁使得CEF参数可被精确拟合。我们的研究揭示Er$^{3+}$ CEF基态具有近乎各向同性的自旋与较大的 $J_z = \pm 1/2$ 分量，这可能促进QSL态的发展。将所得CEF哈密顿量推广至不同稀土离子表明，CEF基态中普遍存在显著的 $J_z = \pm 1/2$ 分量，支持三元硫化物delafossites作为潜在QSL载体。