受挫 HoInCu$_4$ 金属中近邻量子自旋液体态

我们对两种面心立方晶格金属化合物——HoCdCu$_4$（$T_\mathrm{N}\approx 8$ K）和 HoInCu$_4$（$T_\mathrm{N}\approx 0.76$ K）——进行了全面的比较性 μ 子自旋弛豫和旋转（μSR）研究，以阐明其磁基态的本质以及受挫在稳定它们中的作用。我们的 μSR 结果揭示，与 HoCdCu$_4$ 相比，HoInCu$_4$ 中存在强烈的磁受挫。值得注意的是，在 HoInCu$_4$ 中，仅 30% 的 Ho 磁矩在 $T_\mathrm{N}$ 以下参与静态磁有序，而剩余 70% 的 Ho 磁矩表现出动态关联和持续的自旋动力学直至 0.3 K，类似于量子自旋液体（QSL）行为。相比之下，在 HoCdCu$_4$ 中，所有 Ho 磁矩在 $T_\mathrm{N}$ 以下都贡献于磁有序。此外，在 HoInCu$_4$ 中，弛豫率的温度依赖性表明在 $T_\mathrm{N}$ 附近的顺磁态中存在量子临界涨落，表明靠近量子临界点（QCP）。这些观察表明 HoInCu$_4$ 的基态是一种近邻量子自旋液体（PQSL），这种状态此前在受挫金属系统中尚未被报道。我们的 μSR 发现进一步得到了 HoInCu$_4$ 上近期非弹性中子结果的佐证，这些结果与其他绝缘 PQSL 候选材料表现出相似性，从而强化了我们的结论。