稀释 Kitaev 蜂窝材料中随机单态的观测

我们报道了稀释 Kitaev 材料 $\alpha$-Ru$_{1-x}$Ir$_x$Cl$_3$（$x=0.1$ 和 $0.2$）的 $^{35}$Cl 核磁共振（NMR）研究，其中非磁性 Ir$^{3+}$ 掺杂剂替代 Ru$^{3+}$ 离子。稀释后，$^{35}$Cl 谱表现出异常大的磁不均匀性，其出现在低于 Kitaev 交换能量尺度的温度下。同时，$^{35}$Cl 自旋-晶格弛豫率 $T_1^{-1}$ 作为稀释和磁场的函数揭示了一个临界掺杂 $x_c\approx 0.22$，朝向该值时场诱导的自旋能隙和零场磁有序同时被抑制，而新颖的无能隙低能自旋激发主导了弛豫过程。这些 NMR 发现指向 $\alpha$-Ru$_{1-x}$Ir$_x$Cl$_3$ 中随机单态相的稳定化，这源于量子极限下稀释与交换阻挫的相互作用。