基于钆的三角晶格磁体中以量子临界点收尾的偶极自旋液体
强关联电子
2023-01-18 v2
摘要
通过对三角晶格偶极磁体 KBaGd(BO) (KBGB) 进行实验与模型研究，我们发现这一具有平面各向异性的高度受阻磁体承载着一个强涨落的偶极自旋液体 (DSL)，其源于偶极与海森堡相互作用之间引人入胜的相互竞争。该 DSL 在磁场-温度相图中构成一个扩展区域，其温度随磁场增大而降低，并最终在 ~T 处以一个非传统的量子临界点 (QCP) 收尾。基于偶极海森堡模型计算，我们确认该 DSL 是一个具有涌现 U(1) 对称性的 Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT) 相。由于可与强 BKT 和量子涨落相关联的巨大熵累积，我们在 DSL 区域尤其是 QCP 附近观察到了前所未有的磁制冷效应，使得 KBGB 成为优于商用钆基制冷剂的偶极冷却剂。我们建立了三角晶格偶极量子磁体的相图，其中涌现对称性起着关键作用，并为其亚开尔文制冷应用提供了基础且开辟了途径。
引用
@article{arxiv.2301.03571,
title = {Dipolar Spin Liquid Ending with Quantum Critical Point in a Gd-based Triangular Magnet},
author = {Junsen Xiang and Cheng Su and Ning Xi and Zhendong Fu and Zhuo Chen and Hai Jin and Ziyu Chen and Zhao-Jun Mo and Yang Qi and Jun Shen and Long Zhang and Wentao Jin and Wei Li and Peijie Sun and Gang Su},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.03571},
year = {2023}
}
备注
7 pages and 4 figures in main text, 5 pages and 4 figures in Supplementary Materials