自旋液体材料中的自旋敏感输运：揭示自旋各向异性的鲁棒性
强关联电子
2026-04-27 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
α相（a-）RuCl_3 已成为量子自旋液体（QSL）的主要候选材料，其有望提供与容错量子计算相关的奇异准粒子。此处，我们报道利用邻近自旋霍尔金属铂（Pt）探测 a-RuCl_3 中自旋关联的自旋敏感输运测量。横向与纵向电阻率均随面内磁场与电流间夹角呈振荡，类似于先前在反铁磁体/Pt 异质结构中测量的自旋霍尔磁电阻（SMR）。该振荡在 1.5 T 至 18 T 范围内均可观测，既在 a-RuCl_3 中报道的反铁磁序与 QSL 态的磁场范围内，也在其外。SMR 振荡表明 a-RuCl3 中的自旋大体锁定于垂直于磁场的面内量子化轴，构成一种连续对称性破缺态，未必代表长程有序。这种自旋轴的鲁棒各向异性揭示了与 a-RuCl_3 中报道 QSL 特征相关的关键能量尺度。模拟表明存在至中等高磁场的主导反铁磁关联，或可支持 SMR 振荡。我们实验中展示的 a-RuCl_3 与 Pt 内自旋态的耦合，开辟了探索 QSL 材料奇异自旋相与器件功能的输运途径。
引用
@article{arxiv.2204.03158,
title = {Spin sensitive transport in a spin liquid material: revealing a robustness of spin anisotropy},
author = {H. Idzuchi and M. Kimata and S. Okamoto and P. Laurell and N. Mohanta and M. Cothrine and S. E. Nagler and D. Mandrus and A. Banerjee and Y. P. Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.03158},
year = {2026}
}