We use QMC simulations to study effects of disorder on the $S=1/2$ Heisenberg model with exchange constant $J$ on the square lattice supplemented by multispin interactions $Q$. It was found recently [L. Lu et al., Phys. Rev. X 8, 041040 (2018)] that the ground state of this $J$-$Q$ model with random couplings undergoes a quantum phase transition from the Néel state into a randomness-induced spin-liquid-like state that is a close analogue to the well known random-singlet (RS) state of the random Heisenberg chain. The 2D RS state arises from spinons localized at topological defects. The interacting spinons form a critical state with mean spin-spin correlations decaying with distance $r$ as $r^{-2}$, as in the 1D RS state. The dynamic exponent $z \ge 2$, varying continuously with the model parameters. We here further investigate the properties of the RS state in the $J$-$Q$ model with random $Q$ couplings. We study the temperature dependence of the specific heat and various susceptibilities for large enough systems to reach the thermodynamic limit and also analyze the size dependence of the critical magnetic order parameter and its susceptibility in the ground state. For all these quantities, we find consistency with conventional quantum-critical scaling when the condition implied by the $r^{-2}$ form of the spin correlations is imposed. All quantities can be explained by the same value of the dynamic exponent $z$ at fixed model parameters. We argue that the RS state identified in the $J$-$Q$ model corresponds to a generic renormalization group fixed point that can be reached in many quantum magnets with random couplings, and may already have been observed experimentally.
Kondo scaling of $4f$-electron states and the Kondo singlet breakdown in heavy fermions
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）；Heidelberg University（海德堡大学）；Synchrotron SOLEIL（SOLEIL同步辐射中心）；Université de Rennes, CNRS, Institut des Sciences Chimiques de Rennes-UMR6226（雷恩大学，法国国家科学研究中心，雷恩化学科学研究所）；Université de Lorraine, CNRS, Institut Jean Lamour（洛林大学，法国国家科学研究中心，让·拉穆尔研究所）；National Synchrotron Radiation Research Center（国家同步辐射研究中心）
Emergent Random Spin Singlets in Disordered Spin-1/2 perovskite BaCu$_{1/3}$Ta$_{2/3}$O$_3$
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究院）；Universitá Roma Tre（罗马第三大学）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research（UGC-DAE科学研究联盟）；Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)（德国电子同步辐射中心）；IFW Dresden（德累斯顿亥姆霍兹材料研究所）
Random singlet physics in exchange disordered 2D triangular YbCu$_{1.14}$Se$_2$
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；National High Magnetic Field Laboratory, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室国家高磁场实验室）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）
Random singlet physics in the $S = \frac{1}{2}$ pyrochlore antiferromagnet NaCdCu$_2$F$_7$
Charles University（查理大学）；Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency（日本原子力机构先进科学研究中心）；Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；ISIS Neutron and Muon Source, Rutherford Appleton Laboratory, Science and Technology Facilities Council（英国科学与技术设施委员会卢瑟福阿普尔顿实验室中子与μ子源）
Random-Singlet Phase in Disordered Two-Dimensional Quantum Magnets
我们研究了二维正方格子$S=1/2$量子自旋系统中的无序效应，即含6个自旋相互作用的$Q$补充海森堡交换$J$的$J$ - $Q$模型.在没有无序的情况下，系统主机反铁磁（AFM）和柱状价键固体（VBS）基态。VBS破坏了$Z_4$对称性，并且在任意弱无序的存在下，它形成畴。使用QMC模拟，我们证明了两种这样的无序VBS状态。在稀释时，被移除的位置在相对的子晶格中留下局部自旋。这些自旋形成AFM有序。对于随机相互作用，我们发现一个不同的状态，没有秩序，但代数衰减的平均相关性。我们确定本地化的自旋在不同的VBS模式之间的域壁的连接。这些自旋子形成具有相同数目的自旋子和反自旋子的相关群。在这样的一组中，有一个强烈的倾向，单态形成，因为自旋-自旋相互作用介导的域壁。因此，没有长程AFM有序形式。我们提出，这种状态是一个二维模拟的著名的一维随机单态（RS）的状态，虽然在二维的动态指数$z$是有限的。通过对T依赖磁化率的研究，我们发现$z$从AFM-RS相界处的$z=2$到RS相处的较大值变化。在没有几何阻挫的系统中发现的RS态应该与最近提出的阻挫系统的RS态对应相同的不动点，并且在没有蒙特卡罗符号问题的情况下研究它的能力为进一步详细表征其静态和动态特性提供了机会。我们还讨论了准二维正方晶格随机交换量子磁体Sr $_2$ CuTe $_{1-x}$ W $_x$ O $_6$中RS相的实验证…
Evidences for the random singlet phase in a new honeycomb iridate SrIr$_2$O$_{6-δ}$
具有蜂窝结构的强自旋轨道耦合磁性系统可以提供键方向相互作用，这可能导致Kitaev量子自旋液体和奇异的任意子激发。然而，在Kitaev系统中，对真实材料中的关键成分之一$-$紊乱$-$的研究要少得多。在这里，我们合成了一个三方$_2$ O $_{6-δ}$与$δ\approx 0.25$，它由二维蜂窝状Ir平面与边缘共享IrO $_6$八面体。第一性原理计算和实验测量表明，电子系统是带隙的，并且应该没有磁矩，因为Ir $^{5+}$离子没有未成对电子。然而，在材料中观察到了显著的磁性，并且它可以归因于最有可能来自氧空位的紊乱。在0.05 K以下没有发现磁有序，磁化率和零场比热均呈幂律变化，比热在磁场下呈单参数标度变化。这些结果为$_2$ O $_{6-δ}$中存在无规单重态相提供了有力的证据，它为自旋轨道纠缠的铱酸盐和Kitaev材料家族提供了不同的成员。
Characterizing Random-singlet State in Two-dimensional Frustrated Quantum Magnets and Implications for the Double Perovskite Sr$_2$CuTe$_{1-x}$W$_{x}$O$_6$
受实验观察到的具有阻挫和无序的化合物中非磁性相的启发，我们研究了具有随机分布的最近邻$J_1$和次最近邻$J_2$耦合的自旋- $1/2$正方晶格海森堡模型的基态.利用密度矩阵重整化群（DMRG）方法，对周长达到$10$格点的圆柱体系进行了计算，发现在强键随机性存在的情况下，随着$J_2 / J_1$的增长，在Néel和条形磁性相之间存在一个无序相.自旋冻结参数的消失表明自旋玻璃有序的缺乏。大尺度DMRG结果揭示了自旋冻结参数的尺寸标度行为、平均自旋关联的幂律衰减和典型自旋关联的指数衰减，这与一维随机单重态的相应行为一致，并表征了这种无序相的随机单重态性质. DMRG模拟还为表征二维受抑磁体中的一类无序非磁性状态提供了见解和机会。我们还与现有的实验进行了比较，并提出了更多的测量方法来理解双钙钛矿Sr $_2$ CuTe $_{1-x}$ W $_{x}$ O $_6$中的类自旋液体行为。
Microscopic Origin of Random Singlet Behavior in B-site Disordered Spin-1/2 Perovskite BaCu_1/3Nb_2/3O_3 Revealed by EXAFS and Thermodynamics
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究所）；Universitá Roma Tre（罗马第三大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)（德国电子同步加速器）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research（UGC-DAE科学研究联盟）
