三角晶格自旋液体 YbMgGaO$_{4}$ 中的交换相互作用层级

自旋-1/2 三角晶格反铁磁体 YbMgGaO$_{4}$ 作为一种量子自旋液体候选者，因可能存在由自旋轨道耦合诱导的非对角各向异性交换相互作用而引起了近期的关注。量子自旋液体是否稳定取决于各种交换相互作用与该化合物层状结构所固有的化学无序之间的相互影响。我们将时域太赫兹光谱与非弹性中子散射测量相结合，在 YbMgGaO$_{4}$ 的场极化态下获得对其交换相互作用的更深入的微观认识。这种形式的太赫兹光谱可作为高场电子自旋共振，探测布里渊区中心的自旋波激发，理想地补充了中子散射。基于对太赫兹光谱线宽的分析，我们对 4T 以上磁场下的所有光谱数据进行了全局自旋波拟合，对 $g$ 因子和交换相互作用给出了严格约束。我们的结果表明 YbMgGaO$_{4}$ 是一个易面 XXZ 反铁磁体，同时存在必要的次近邻相互作用和弱各向异性非对角近邻相互作用。此外，所得的 $g$ 因子与以往报道有显著差异。本工作仅凭高场数据确立了 YbMgGaO$_{4}$ 中交换相互作用的层级，从而严格约束了导致所观测到的自旋液体现象的可能机制。