稀土 Kramers 磁体于 Shastry-Sutherland 格子上的理论：强自旋轨道耦合下的二聚体相

Shastry-Sutherland 磁体是典型的受扰动自旋系统，拥有丰富的相态。虽然 Heisenberg 极限已被广泛研究，但自旋轨道耦合的作用尚不明了。为了回应新近发现的稀土 Shastry-Sutherland 磁体，我们构建了一个描述 Kramers 双极态局部磁矩在 Shastry-Sutherland 格子上相互作用的通用有效自旋模型。由于强自旋轨道耦合，该模型在内向与相邻二聚体键上均呈现扩展 XYZ 相互作用形式。我们表明，除了常规的“单极态”二聚体相外，强自旋轨道耦合还能稳定特殊的“三极态”二聚体相。这些“三极态”二聚体相虽然完全无能隙，但对磁场立即作出响应，并平滑地演化为完全polarized 相。我们指出，最近发现的 Shastry-Sutherland 磁体 Yb$_2$Be$_2$GeO$_7$ 属于“三极态”二聚体相，并讨论了我们的结果对一般量子磁体的广泛类问题的意义。