自旋轨道纠缠 Jeff = 1/2 蜂窝晶格的磁性质
强关联电子
2023-08-31 v2
摘要
在稀土基量子磁体中，自旋轨道耦合、各向异性磁相互作用、阻挫诱导的量子涨落与自旋关联之间的相互作用可导致具有奇异激发的新奇量子态。本文中，我们给出了 Ba9Yb2Si6O24 多晶样品的晶体结构、磁化、电子自旋共振（ESR）、比热和核磁共振（NMR）实验，其中 Yb3+ 离子形成了无可见反位无序的完美蜂窝晶格。磁化数据揭示了 Kramers 双重态中 Yb3+ 离子的反铁磁耦合的自旋轨道纠缠 Jeff = 1/2 自由度。ESR 测量表明第一激发 Kramers 双重态位于基态之上 32.3(7) meV。比热结果表明在测量温度范围内不存在任何长程磁有序。此外，29Si NMR 结果在低至 1.6 K 时均未显示磁有序迹象，且自旋-晶格弛豫率揭示了场诱导能隙的存在，这归因于该量子材料中 Kramers 双重态的塞曼分裂。我们的实验在低至 1.6 K 时既未探测到自旋冻结也未探测到长程磁有序。当前结果表明，该蜂窝晶格上自旋轨道纠缠 Jeff =1/2 稀土磁体中存在短程自旋关联。
引用
@article{arxiv.2304.10890,
title = {Magnetic properties of a spin-orbit entangled Jeff = 1/2 honeycomb lattice},
author = {J. Khatua and Q. P. Ding and M. S. Ramachandra Rao and K. Y. Choi and A. Zorko and Y. Furukawa and P. Khuntia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.10890},
year = {2023}
}