$S=1/2$ 三角晶格反铁磁体 Ba$_3$CoSb$_2$O$_9$ 的量子相图

利用 $^{135,137}$Ba 核磁共振（NMR）波谱学，在高达 30T 且方向平行和近似垂直于晶体学 $ab$ 面的磁场下，对理想自旋 1/2 三角晶格反铁磁体 Ba$_3$CoSb$_2$O$_9$ 的磁相进行了识别和研究。对于两个方向，饱和场均约为 33T。值得注意的是，NMR 谱为面内磁场下“上-上-下”自旋构型的稳定化提供了微观证据，该构型引起三分之一磁化平台（$M_\text{sat}/3$），同时也为两种磁场取向下接近 $\sim (3/5)M_\text{sat}$ 处的更高场相变提供了微观证据。相变由 NMR 谱的演变来指示，在某些情况下也通过自旋-晶格弛豫测量来指示。将结果与从半经典能量密度建模中获得的预期进行了比较，其中量子效应通过从二维模型的自旋波分析中提取的有效相互作用予以纳入。层间耦合在结果中也起着重要作用。除了沿 c 轴施加接近饱和值的磁场的情况外，模型与实验结果之间取得了良好的一致性。