S = 1/2 Kagomé 反铁磁体 Herbertsmithite 中宇称破缺单斜基态的证据
强关联电子
2019-10-31 v1
摘要
理想 Kagomé 晶格上最近邻相互作用的 S = 1/2 自旋，被预言会形成多种新颖的量子纠缠态，包括量子自旋液体（SL）与价键固体（VBS）相。在真实材料中，额外微扰自旋相互作用的存在可能进一步扩展纠缠态的多样性，近期理论分析表明这些态可通过特定离散点群对称性的自发破缺来辨识。此处我们综合运用光学椭偏术与波长依赖多谐波光学偏振术，全面解析了典型 Kagomé SL 候选材料 ZnCu(OH)Cl（Herbertsmithite）的基态点群对称性。我们揭示出在高于最近邻交换能标温度下发生微妙的宇称破缺单斜结构畸变。令人惊讶的是，宇称破缺序参量在降温时显著增强，并紧密追踪最近邻自旋关联的建立，表明其受 SL 态的能量青睐。精炼的低温对称群极大限制了可行基态的数目，并在微扰极限下指向向列型 条纹 SL 基态的形成——一种自旋液体的液晶类比。
引用
@article{arxiv.1910.13606,
title = {Evidence for a Parity Broken Monoclinic Ground State in the S = 1/2 Kagom\'{e} Antiferromagnet Herbertsmithite},
author = {N. J. Laurita and A. Ron and J. W. Han and A. Scheie and J. P. Sheckelton and R. W. Smaha and W. He and J. -J. Wen and J. S. Lee and Y. S. Lee and M. R. Norman and D. Hsieh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.13606},
year = {2019}
}
备注
13 pages main text, 4 figures, 10 pages supplementary information