基于新颖阻挫机制的量子自旋液体的物理实现

与基态下磁矩部分或完全静止的常规磁体不同，在量子自旋液体中，磁矩即使在最低温度下也保持集体运动。这种状态的重要性在于它是相干的且高度纠缠的，而不破坏局部对称性。这种现象通常在简单格子中寻找，在这些格子中，有利于特定磁矩排列的反铁磁相互作用和/或各向异性被与这种序不相容的格子几何结构（例如三角形结构）所“阻挫”。尽管对此类化合物进行了广泛搜索，但实验实现仍然很少。在此，我们描述了对一种新颖且未被探索的磁性系统的研究，该系统由强铁磁和较弱反铁磁各向同性相互作用组成，由化合物 Ca$_{10}$Cr$_7$O$_{28}$ 实现。尽管其结构奇特，我们从实验和理论上均表明，它表现出量子自旋液体所应具备的所有特征，包括基态中的相干自旋动力学以及静态磁性的完全缺失。