由强非对角交换稳定的经典自旋液体中的 plaquette 序

我们报道了一种新的经典自旋液体，其中集体磁通自由度打破了蜂窝晶格的平移对称性。这一奇异相存在于受阻挫的自旋轨道磁体中，其中占主导的非对角交换（即所谓的 $\Gamma$ 项）在经典层面上导致宏观的基态简并。我们证明该系统在临界温度 $T_c \approx 0.04 |\Gamma|$ 处经历由热序致无序驱动的相变。初看起来，这一转变将涌现的球自旋对称性降低为立方对称性：在 $T < T_c$ 时自旋主要指向立方轴。然而，这似乎只是恢复了 $\Gamma$ 模型的立方对称性，且非共面自旋在 $T_c$ 以下仍保持无序。我们表明该相变实际上对应于六角磁通的 plaquette 有序，且立方对称性确实被打破，这一情形进一步由我们广泛的 Monte Carlo 模拟所证实。