kagome 晶格上经典 XY 模型中阻挫诱导的高度各向异性磁图案

我们预测并观察到了在规则 kagome 晶格上受阻挫平面相互作用磁矩模型（经典 X-Y 模型）中获得的新型高度各向异性磁图案。阻挫由晶格节点上相邻磁矩之间铁磁和反铁磁相互作用的共同存在所提供。在阻挫临界值 $f=f_{cr}=3/4$ 处，该系统显示出从有序铁磁态到以高度简并基态为特征的阻挫无序态的相变。在阻挫区间 $f_{cr}< f \leq 1$ 内，获得了空间平均磁化强度 $\langle \vec{M} \rangle$ 对总节点数 $N$ 的意外标度关系，即 $\langle \vec{M} \rangle \simeq N^{-1/4}$。这种标度关系由高度各向异性磁图案提供，其表现为沿 $y$ 方向的铁磁有序，以及沿 $x$ 方向磁矩的短程关联。我们推测，所有这些引人入胜的特征都可归因于 kagome 晶格基本单元（即单个三角形）中双重简并基态的存在，以及大量内禀约束的伴随。我们预期该相变和各向异性磁图案可在各种系统中实现，例如天然磁性分子团簇、人工制备的约瑟夫森结网络、囚禁离子和/或光子晶体。