量子自旋液体态中完美六角反磁性体的无能隙自旋激发
强关联电子
2024-07-24 v1
摘要
量子自旋液体(QSL)是一种由于强量子涨落导致长程磁有序被抑制的特殊量子多体态. 六角形自旋1/2反磁性体是实现QSL的典型候选体之一, 但其基态至今仍是未解之谜. 本文研究了最近发现的完美六角反磁性体 YCu(OH)Br, 以阐明六角反磁性体的两个核心难题. 超灵敏扭转磁力计实验显示, 来自六角层的固有磁化率在降温至极低温度后几乎保持不变. 这一观察似乎暗示了类似金属Pauli磁性中无能隙费米子自旋激发的出现. 更令人惊讶的是, 这些结果与比热中明显不存在温度线性贡献形成鲜明对比. 这些发现似乎与广泛讨论的基于费米子准粒子(QP)的理论框架不可调和, 取而代之的是建议费米子QP过渡到具有无能隙Goldstone模的超流态. 此外, 磁热力学测量揭示了熵异常, 表明磁场可引发自旋能隙的开启, 驱动系统进入1/9磁化平台态中进行量子相变. 这些结果揭示了零场和强磁场下低能激发的本质, 为六角反磁性体基态长期未解之议提供了至关重要的洞见.
引用
@article{arxiv.2407.16208,
title = {Gapless spin excitations in a quantum spin liquid state of S=1/2 perfect kagome antiferromagnet},
author = {S. Suetsugu and T. Asaba and S. Ikemori and Y. Sekino and Y. Kasahara and K. Totsuka and B. Li and Y. Zhao and Y. Li and Y. Kohama and Y. Matsuda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.16208},
year = {2024}
}
备注
23 pages, 9 figures