量子自旋液体的本征新性质

量子涨落预期会在某些二维自旋-1/2 化合物中导致高度纠缠的自旋液体态。我们合成并测量了铜基二维三角晶格自旋液体 Lu$_3$Cu$_2$Sb$_3$O$_{14}$ 和 Lu$_3$CuZnSb$_3$O$_{14}$ 的热力学性质和缪子自旋弛豫率。前者是迄今发现的此类物质中无序度最低的。在仔细扣除晶格比热后，已排除高温下的磁熵产生。令人惊讶的是，低至交换能的 O(10$^{-3}$) 量级温度，约一半的磁熵缺失，且独立于高达 $g\mu_B H \gtrsim k_B\Theta_W$ 的磁场，其中 $\Theta_W$ 为外斯温度。磁比热除以温度 $C_M(T)/T$ 与缪子自旋弛豫率 $\lambda(T)$ 在低温下均独立于温度，随后随温度升高呈对数下降。该行为可简单地用具有单一参数的标度不变含时涨落刻画。由于未观察到由杂质引起的协同效应，所测性质为本征性质。它们证明在 Lu$_3$Cu$_2$Sb$_3$O$_{14}$ 中，巨大的量子涨落导致了要么在极低温下由单态激发产生的巨大比热峰，要么（可能性较小）一个广延简并的可能拓扑单态基态。