二维 Kagome 反铁磁体 ZnxCu4-x(OD)6Cl2 中的量子自旋液体态
强关联电子
2015-05-13 v1 材料科学
摘要
相互作用的自旋三维系统在冷却时通常会形成静态长程序。然而，如果自旋是量子的 ()，则可能出现新颖的量子顺磁态。其中最受关注的态是共振价键 (RVB) 态，在该态中每一对相邻的量子自旋形成纠缠的自旋单态（价键），并且这些单态在所有可能的高度简并配对态之间进行量子力学共振。在此，我们提供了实验证据，证明这种量子顺磁态存在于受阻挫的反铁磁体 ZnxCu4-x(OD)6Cl2 中，其中 的磁性 Cu2+ 矩形成了二维 Kagome 晶格层。我们发现，在 Cu4(OD)6Cl2 中，扭曲的 Kagome 平面之间弱耦合，磁激发谱在约 20 K 以下出现无色散激发模式，其特征类似于固态中已知的破坏平移对称性的价键固体 (VBS) 中的量子自旋单态。掺杂非磁性 Zn2+ 离子减少了 Kagome 晶格的畸变，削弱了层间耦合，但也稀释了 Kagome 晶格的磁性占位。VBS 态受到抑制，而在 Kagome 平面未畸变且 90% 被 Cu2+ 离子占据的 ZnCu3(OD)6Cl2 中，自旋液体相中的低能自旋涨落变得无特征。
引用
@article{arxiv.0705.2279,
title = {Quantum spin liquid states in the two dimensional kagome antiferromagnets, ZnxCu4-x(OD)6Cl2},
author = {S. -H. Lee and H. Kikuchi and Y. Qiu and B. Lake and Q. Huang and K. Habicht and K. Kiefer},
journal= {arXiv preprint arXiv:0705.2279},
year = {2015}
}