二维随机量子磁体中反铁磁序的极度抑制与临界标度

Sr$_2$CuTeO$_6$是一种平方晶格Néel反铁磁体，其第一近邻$S=1/2$ Cu自旋间的超交换由plaquette中心Te离子介导。以W替代Te后，受影响的杂质plaquette主要具有第二近邻相互作用，从而引起局域磁阻挫。本文报道采用中子衍射与$\mu$SR技术对Sr$_2$CuTe$_{1-x}$W$_x$O$_6$的研究，表明Néel序在$x = 0.025 \pm 0.005$时已消失。我们用二维Heisenberg自旋模型解释这一极度的序抑制，证明在温度$T=0$时，一个W型杂质引起的序参量形变随距离以$1/r^2$衰减。相关的对数奇异性导致任意$x>0$时有序消失。小$x>0$与$T>0$时的有序由弱的面间耦合诱导。在Sr$_2$CuTe$_{1-x}$W$_x$O$_6$的非磁相中，$\mu$SR弛豫率表现出量子临界标度，具有大的动力学指数$z \approx 3$，与随机单态一致。