均匀三角晶格 Li2AMo3O8 (A = In, Sc) 中的量子磁性

基于分子的 spin-1/2 三角晶格系统如 LiZn$_2$Mo$_3$O$_8$ 已引起研究兴趣。在此类基于分子的磁体中，畸变、缺陷和位点间无序受到抑制，本征几何阻挫产生了非常规且出乎意料的基态。Li$_2$$A$Mo$_3$O$_8$（$A$ = In 或 Sc）正是这样一种化合物，其中 spin-1/2 的 Mo$_3$O$_{13}$ 簇取代 Mo 离子形成均匀三角晶格。它们的基态随 $A$ 位点的不同而异。Li$_2$InMo$_3$O$_8$ 在 $T_\text{N}=12$~K 以下发生常规的 $120^\circ$ 长程磁有序，而同构的 Li$_2$ScMo$_3$O$_8$ 直至 0.5~K 都未呈现长程磁有序。本文中，我们报道利用多晶样品通过缪子自旋旋转（$\mu$SR）和非弹性中子散射（INS）谱学研究的 Li$_2$InMo$_3$O$_8$ 与 Li$_2$ScMo$_3$O$_8$ 中的奇异磁性。Li$_2$InMo$_3$O$_8$ 和 Li$_2$ScMo$_3$O$_8$ 在 $\mu$SR 和 INS 测量中均表现出完全不同的行为，代表了它们不同的基态。Li$_2$InMo$_3$O$_8$ 表现出自旋波激发，可由基于 $120^\circ$ 自旋结构的最近邻各向异性海森堡模型定量描述。相比之下，Li$_2$ScMo$_3$O$_8$ 在 4~K 以下发生短程磁有序，并伴随量子自旋液体般的磁涨落直至基础温度。从不同晶体结构与磁相互作用的各向异性角度讨论了基态差异的起源。