扭乱反亚铁磁体TbBO3中的自旋液体样自旋动力学

自旋关联、自旋轨道耦合以及竞争交换相互作用之间的协同作用，为实现具有非平凡激发的异构量子态提供了可行之路。本文通过在16 mK以下进行热力学和局部探针测量，展示了扭乱三角晶格TbBO3中异构性磁性和自旋动力学。热力学实验揭示了主导的反亚铁磁交换相互作用和次要的偶极相互作用。尽管Tb3+之间的反亚铁磁交换相互作用较大，但 muon自旋松弛实验在降至16 mK时仍未检测到任何长程磁有序或自旋冻结的迹象，这与比热和交流磁抗性在降至45 mK时表明的持久自旋动力学相吻合，提示该扭乱三角晶格中存在持久的自旋动力学。多个自旋液体候选者（包括TbBO3）的μon松弛率随特征能量尺度的标度显示，存在一种共同的基本机制。这种扭乱三角晶格反亚铁磁体中的持久动力学类似于普适的自旋液体样自旋涨落，这里归因于主导的二维(2D)反亚铁磁短程自旋关联，经低温下弹性和低能非弹性中子散射在Q~1.03 Å⁻¹处观察到的宽广磁散射所证实。我们的结果表明，基于非Kramers离子构成的三角晶格可托起由晶体电场态混入基态并与扭乱性质相互作用所导致的局部矩的自旋液体样动力学。