非 Kramers 局域矩子的 Pyrochlore 磁体中的量子自旋液

大量实验表明，含有非 Kramers Pr$^{3+}$ 离子的 Pyrochlore 氧化物 Pr$_2$(Zr, Sn, Hf, Ir)$_2$O$_7$ 可能支持量子自旋液 (QSL) 基态，但 QSL 的具体性质尚不清晰。具有主导偶极铁斯型和次要斜向四极相互作用的量子自旋冰是一种可能的候选方案，但主导的无能色散信号表明此模型可能与实验结果不一致。此外，这些化合物的微观交换耦合也未知，为多种可能的 QSL 状态留下了余地。本文我们运用施瓦辛玻色均场理论辅以项目对称群分类，研究具有偶极-四极非 Kramers 局域矩子的 Pyrochlore 磁体中的 $\mathbb{Z}_2$ QSL。我们构建了均场相图，发现四个在受阻参数空间中与 Pr$_2$Zr$_2$O$_7$ 和 Pr$_2$Hf$_2$O$_7$ 中观察到的无能色散信号相符的 QSL。其中两个稳健的 QSL 位于支配性斜向交换而非铁斯交换的区间内。随后我们计算了这些 QSL 候选方案的静态和动态自旋结构因子，这些结果可用于在无能色散实验中加以区分。