量子自旋液体候选材料 Herbertsmithite 中的自旋诱导光学电导
强关联电子
2013-09-25 v2
摘要
量子自旋液体（QSL）是一种物质状态，其中磁性自旋存在强烈相互作用，但量子涨落即使在零温下也抑制了长程磁序。理论预测 QSL 具有许多奇异性质，包括分数化激发和长程量子纠缠。尽管有大量理论研究，但由于缺乏候选材料，QSL 的实验实现已被证明极具挑战性。三角形有机盐 EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2 和 {\kappa}-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3，以及 kagome 结构 ZnCu3(OH)6Cl2（Herbertsmithite）最近成为展现 QSL 态的有希望的候选材料，但其基态性质仍然难以捉摸。在此，我们利用时域太赫兹（THz）光谱研究了 Herbertsmithite 的大面积高质量单晶。我们在低频（0.6-2.2 THz）光学电导中观察到了自旋系统性质的证据。特别是，面内吸收光谱表现出独特的频率依赖性，可用指数约为 1.4 的幂律描述，这与有序 Mott 绝缘体预期的 {\omega}^4 依赖性形成鲜明对比。还发现吸收随温度降低而增加，这是常规绝缘体所不具备的行为。这些特征与基于 QSL 系统中电荷和自旋自由度之间相互作用的最新理论一致。
引用
@article{arxiv.1301.3501,
title = {Spin Induced Optical Conductivity in the Spin Liquid Candidate Herbertsmithite},
author = {Daniel V. Pilon and Chun Hung Lui and Tianheng Han and David B. Shrekenhamer and Alex J. Frenzel and William J. Padilla and Young S. Lee and Nuh Gedik},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.3501},
year = {2013}
}
备注
9 pages, 6 figures (supplementary information included)