单斜系α-RuCl3中的磁场揭示单斜相内含的罗姆齐hedral结构
强关联电子
2026-05-14 v1
摘要
α-RuCl3的大部分研究工作集中于应用平行于晶格的磁场以抑制反铁磁有序并诱导出量子自旋液体(QSL)。然而, 这一工作受制于该物料温度依赖性晶体结构及其对应变诱导堆积无序的敏感性, 使得对场诱导现象的解释备受争议。该晶体结构的单斜系已在温度和样品尺寸下被阐明, 因此促使对其磁性质及其与所提议自旋液体特征之间的关联进行重新评估。本文我们表明, 单斜系结构可在纳克尺度晶体中被孤立, 从而在一种新范式下探索Kitaev物理。我们聚焦于一种结构良好定义的单斜晶体在低温下的磁性, 并进行多个晶轴方向上的高分辨率磁化率测量。我们绘制了AFM相边界随温度、磁场和取向的变化图, 发现单斜相图与单斜晶体相似, 但系统性地偏移到更高的相变温度和临界磁场。对于B平行于a轴, 我们观察到AFM有序的两步抑制, 指明存在类似于单斜样品中报告的ZZ2相的中间有序相。我们的结果表明, 在平行于磁场下AFM相之外之前观察到的转变, 源于与单斜内含物相关的多个位移AFM相边界, 而非非磁性相。这些发现表明, 归因于QSL的特征实际上是由于从高温单斜结构向低温单斜结构的不完全相变所致。它们还凸显了结构对称性和样品均匀性在解释α-RuCl3及相关二维量子磁性材料中场诱导现象中的作用。
引用
@article{arxiv.2605.13444,
title = {Magnetic fields in monoclinic $\alpha$-RuCl$_3$ reveal rhombohedral inclusions underlying apparent oscillations},
author = {Hamza Nasir Daniel Balazs and Muhammad Nauman and Ezekiel Horsley and Subin Kim and Young-June Kim and K. A. Modic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.13444},
year = {2026}
}