具有随机分布交错键六边形的 Kagome 海森堡反铁磁体中的无能隙自旋液体行为

我们证明，新制备的 YCu$_3$[OH(D)]$_{6.5}$Br$_{2.5}$（YCOB）单晶是一种无明显孤儿自旋（$\ll$ 0.8\%）的 Kagome 海森堡反铁磁体（KHA）。极性 OH$^-$ 与非极性 Br$^-$ 之间的位点混换导致 Cu-O-Cu 交换路径的局部畸变，并在 Kagome 晶格上产生 70(2)\% 随机分布的交错键六边形（$\sim$ $J_1-\Delta J$ 与 $J_1+\Delta J$）以及其余近乎均匀的六边形（$\sim$ $J_1$）。对 $\Delta J$/$J_1$ = 0.7(1) 的随机交换模型模拟与实验观测吻合良好，包括磁化率中观察到的微弱上翘以及磁化中的轻微极化。尽管平均反铁磁耦合 $J_1$ $\sim$ 60 K，在低至 $T$ $\sim$ 0.001$J_1$ 仍未观察到常规冻结，且原始比热在 1 K $\sim$ 0.02$J_1$ 以下呈现近二次温度依赖，现象学上与无能隙（自旋能隙 $\leq$ 0.025$J_1$）狄拉克量子自旋液体（QSL）一致。我们的结果对 YCOB 及其他相关材料中与随机性相关的无能隙 QSL 行为的理论理解提供了新见解。