YbZn2GaO5 中 Dirac 量子自旋液体的证据
强关联电子
2025-01-03 v2 材料科学
摘要
量子自旋液体（QSL）是一种电子自旋高度关联但不发生有序化的物质状态，其出现一直是凝聚态物理中大量研究的主题。自旋液体态被提出作为高温超导的载体，并可具有拓扑性质，在量子信息科学中有潜在应用。大多数量子自旋液体的激发并非传统的自旋波，而是称为自旋子的准粒子，其存在仅在实验上于一维系统中确证；在高维中无歧义地实验实现 QSL 行为仍具挑战。在此，我们研究新型化合物 YbZn2GaO5，它承载一个理想的有效自旋-1/2 三角晶格，且无可探测的内禀化学无序。对 YbZn2GaO5 高质量单晶样品进行的热力学与非弹性中子散射测量排除了低至 0.06 K 的长程磁有序可能性，证明了比热的二次幂律，并揭示了布里渊区部分区域的磁激发连续谱。低温热力学与非弹性中子散射谱均表明 YbZn2GaO5 是一个 U(1) Dirac QSL，其自旋子激发集中于布里渊区中的特定点。我们通过施加有限场下的额外比热测量推进了这些结果，进一步确认了 YbZn2GaO5 三角晶格上 Dirac QSL 的理论预期。
引用
@article{arxiv.2305.20040,
title = {Evidence of Dirac Quantum Spin Liquid in YbZn2GaO5},
author = {Rabindranath Bag and Sijie Xu and Nicholas E. Sherman and Lalit Yadav and Alexander I. Kolesnikov and Andrey A. Podlesnyak and Eun Sang Choi and Ivan da Silva and Joel E. Moore and Sara Haravifard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.20040},
year = {2025}
}