淬火无序对三角晶格反铁磁体 1T-TaS$_2$ 量子自旋液体态的影响

量子自旋液体（QSL）是一种以量子纠缠和不存在任何对称性破缺为特征的奇异物质态。一个长期未决的开放问题——它是基本理解神秘 QSL 态的关键——是量子涨落如何响应由淬火无序引起的随机性。过渡金属二硫属化物 1T-TaS$_2$ 是一种候选材料，其在二维完美三角晶格上承载自旋-1/2 的 QSL 基态。在此，我们对纯的、Se 取代的以及电子辐照的 1T-TaS$_2$ 晶体进行了低温热容与热导率的系统研究。在纯 1T-TaS$_2$ 中，热容的线性温度项 $\gamma T$ 与零温极限下热导率的有限剩余线性项 $\kappa_{0}/T\equiv\kappa/T(T\rightarrow0)$ 被清晰分辨，这与具有费米面的无能隙自旋子的存在一致。此外，虽然强磁场略微增强 $\kappa_0/T$，却强烈抑制 $\gamma$。这些对磁场的不寻常对比响应意味着具有巡游与局域特征的两类无能隙激发的共存。在 1T-Ta(S$_{1-x}$Se$_x$)$_2$ 中引入额外的弱随机交换无序导致 $\kappa_0/T$ 消失，表明巡游无能隙激发对无序敏感。另一方面，在纯系与 Se 取代系中，热容的磁贡献遵循一个普适标度关系，这与假设存在形成随机单态的局域孤儿自旋的理论一致。纯 1T-TaS$_2$ 中的电子辐照大幅增强 $\gamma$ 并剧烈改变标度函数，暗示了一种可能的自旋液体新态。