kagome 晶格反铁磁体中狄拉克自旋子存在的谱学证据

凝聚态系统中具有狄拉克色散的涌现准粒子可用描述相对论电子的狄拉克方程类比高能物理中的狄拉克粒子来刻画。例如，石墨烯与拓扑绝缘体等电子系统中的狄拉克色散电子已被深入研究。然而，电荷并非狄拉克费米子的先决条件，无电荷自由度的狄拉克费米子的涌现已在理论上预言可在狄拉克量子自旋液体中实现。这些准粒子携带 1/2 自旋但电中性，故称为自旋子。本文中我们表明，kagome 反铁磁体 YCu$_3$(OD)$_6$Br$_2$[Br$_{0.33}$(OD)$_{0.67}$] 的自旋激发呈锥形且内部含自旋连续谱，这与两个狄拉克自旋子的卷积一致。由谱学测量所得自旋子速度建立的狄拉克自旋液体模型的预言与该样品的低温比热相符。因此，我们的结果为该 kagome 晶格反铁磁体中涌现的狄拉克量子自旋液体态提供了谱学证据。不过，锥形自旋激发的位置不同于最近邻海森堡模型的计算结果，暗示狄拉克自旋子具有出乎意料的起源。