三聚体铑酸盐 Ba$_4$NbRh$_3$O$_{12}$ 中的新型量子自旋液体基态

阻挫磁体提供了大量奇异的磁性基态，包括量子自旋液体（QSL），其中增强的量子涨落阻止了强关联自旋在最低温度下形成长程磁有序。在这里，我们结合直流和交流磁化率、电阻率、比热以及缪子自旋旋转/弛豫（$\mu$SR）测量，研究了基于三聚体的混合价态六方铑酸盐 Ba$_4$NbRh$_3$O$_{12}$。尽管 Rh 局域矩之间存在实质的反铁磁交换相互作用（如由 Weiss 温度 $\theta_{\mathrm{W}}\sim -35$ 至 -45 K 所示），但在交流磁化率、比热和零场 $\mu$SR 测量（低至 0.26 K）中，直至至少 50 mK 均未观察到长程磁有序或自旋冻结。我们将没有任何磁转变归因于由结构中共边等边 Rh 三角网络引起的几何挫折所导致的量子涨落增强。我们的纵向场 $\mu$SR 结果证明了持续到 0.26 K 的自旋涨落，从而在 Ba$_4$NbRh$_3$O$_{12}$ 中稳定了动态 QSL 基态。此外，低温下的磁比热（$C_{\mathrm{m}}$）数据揭示了显著的 $T$ 线性贡献加上二次 $T$ 依赖关系。$T$ 线性行为使人联想到无能隙自旋激发，而 $C_{\mathrm{m}}$ 的 $T^2$ 项可能表明具有线性色散的 spinon 激发的 Dirac QSL 现象学。