阻挫反铁磁体 TbBO3 中的自旋液体状自旋动力学

自旋关联、自旋轨道耦合与竞争性交换相互作用之间的协同作用，为在稀土基阻挫磁体中实现具有非平庸激发的奇异量子态提供了一条有前景的途径。在此，通过使用低至 16 mK 的热力学和局域探针测量，我们展示了畸变三角晶格 TbBO3 中的奇异磁性和自旋动力学。热力学实验揭示了主导的反铁磁交换和次主导的偶极相互作用。尽管 Tb3+ 磁矩之间存在相当大的反铁磁交换相互作用，但缪子自旋弛豫实验在低至 16 mK 时未检测到任何长程磁有序或自旋冻结的迹象，这与低至 45 mK 的比热和交流磁化率结果相吻合，表明该阻挫三角晶格中存在持续的自旋动力学。包括 TbBO3 在内的几个自旋液体候选体的缪子弛豫率作为特征能量尺度的函数的标度行为表明，它们存在共同的底层机制。这种阻挫三角晶格反铁磁体中的持续动力学让人联想到普遍的自旋液体状自旋涨落，此处归因于主导的二维（2D）反铁磁短程自旋关联，这一点已通过在低温下 Q ~ 1.03 Ang**$^{-1}$** 处的弹性和低能非弹性中子散射通道中存在宽磁漫散射得到证实。我们的结果表明，基于非 Kramers 离子的三角晶格具有由激发的晶体电场态混入基态以及阻挫与自旋轨道相互作用交织所产生的局域矩自旋液体状动力学。