受控无序对霍基燃盆自旋冰态的影响

形如$R_2B_2$O$_7$的燃盆磁体，其中$R$-site上的稀土离子形成由角共享四面体组成的三维网络，提供了几何失序的典型场景。霍基燃盆系統 hosts a dipolar spin-ice ground state，其特征为受ice规则约束的Ising磁矩以及类似于磁单极子的基本激发。本文考察了通过在两个化合物中引入$B$-site上的受控化学无序对该状态的影响。Ho$_2$GaSbO$_7$仅包含Ga$^{3+}$/Sb$^{5+}$电荷无序，而Ho$_2$ScSbO$_7$则表现出电荷和显著尺寸无序，源于Sc$^{3+}$与Sb$^{5+}$离子半径之间的巨大差异。尽管两种材料仍保持燃盆结构，中子散射测量结果显示出$R/B$-site阳离子排序的相关长度缩短，以及Ho$_2$ScSbO$_7$中显著的局部结构扭曲。尽管存在这些结构差异，bulk热力学测量和磁性散射均表明两套系统都表现出dipolar spin-ice态的特征。低能中子谱仪进一步揭示了在dipolar spin-ice regime内出现的宽广磁激发，这一特征在原始Ho燃盆中不存在，表明无序导致非Kramers基态双线态的分裂。综合这些结果表明，受控无序在霍基燃盆中产生可调的横向场驱动量子涨落，尽管dipolar spin-ice态对这种无序仍显得异常稳健。