Ground state and excitation properties of the quantum kagomé system ZnCu$_{3}$(OH)$_{6}$Cl$_{2}$ investigated by local probes
我们表征的基态和激发光谱的$S=1/2$，名义上纯和完美的kagomé系统ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$使用以下测量：磁化强度，μ子自旋旋转频移$K$，横向弛豫时间$T_{2}^{\ast}$，零场弛豫，和Cl核自旋晶格弛豫$T_{1}$。我们没有发现单重态形成的迹象，没有长程有序或自旋冻结，甚至在低至60 mK的温度下也没有自旋Peierls转变的迹象。态密度具有$E^{1/4}$能量依赖性，对激发的间隙可以忽略不计。
2006-12-28 cond-mat.str-el
Local Spin Susceptibility of the S=1/2 Kagome Lattice in ZnCu3(OD)6Cl2
我们报告单晶2-D NMR调查的近理想自旋S=1/2 kagome晶格ZnCu 3（OD）6Cl 2。我们成功地确定了2-D NMR信号来自最近的邻居的Cu 2+缺陷占据Zn网站。从2-D奈特位移测量，我们表明，弱相互作用的Cu 2+自旋在这些缺陷导致大居里-外斯增强对T=0常见的散装磁化率数据。我们估计的内在自旋磁化率的戈薇飞机减去缺陷的贡献，并探讨了几种情况。
2011-07-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Negative-vector-chirality 120$^\circ$ spin structure in the defect- and distortion-free quantum kagome antiferromagnet YCu$_3$(OH)$_6$Cl$_3$
理想量子kagome反铁磁体（QKA）的磁基态一直是一个长期存在的难题，主要是因为对最近邻各向同性海森堡哈密顿量的微扰可以导致各种根本不同的基态。在这里，我们研究了最近合成的QKA代表性的YCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_3$，其中通常存在于真实材料中的扰动，如晶格畸变和位间离子混合，不存在。然而，该化合物在低于$T_N=15$ K时进入长程磁有序状态。我们的粉末中子衍射实验表明，它的磁结构对应于一个具有负矢量自旋手征的共面$120^\circ$态。有序的磁矩被抑制到$0.42(2)μ_B$，这与先前检测到的自旋动力学持续到最低实验可达温度是一致的。这表明在YCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_3$的基态中存在磁有序和磁无序的共存或强量子涨落。磁秩序的起源寻求在Dzyaloshinskiii-Moriya磁各向异性和进一步的邻居各向同性交换相互作用。
2019-10-16 cond-mat.str-el
Heat transport of the kagomé Heisenberg quantum spin liquid candidate YCu$_3$(OH)$_{6.5}$Br$_{2.5}$: localized magnetic excitations and spin gap
自旋1/2 kagomé Heisenberg反铁磁体被认为是实现量子自旋液体态的最有希望的二维模型之一。以前的实验工作几乎只限于一种原型材料，即赫氏石ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$，不幸的是，它遭受了由磁性紊乱引起的臭名昭着的孤儿自旋问题。在这里，我们转向YCu $_3$（OH）$_{6.5}$ Br $_{2.5}$，最近被认为是另一个主机的整体未扭曲的kagomé Cu $^{2+}$晶格的孤儿自旋自由，因此更可行的系统，用于研究本征kagomé量子自旋液体物理。我们的高分辨率低温热导率测量产生一个消失的小剩余线性项的$κ/T$（$T\rightarrow 0$），从而明确排除巡回无隙费米激发。不寻常的散射声子随温度呈指数增长，表明热激活的声子自旋散射，因此有间隙的磁激发，与$\mathbb{Z}_2$量子自旋液体基态一致。此外，磁场对热导率的影响的分析揭示了一个关闭的自旋间隙的字段，而激发保持本地化。
2022-06-16 cond-mat.str-el
Local study of the insulating quantum kagome antiferromagnets YCu3(OH)6OxCl3-x (x=0,1/3)
采用统一的多晶固相合成方法制备了量子Kagome反铁磁体YCu_3（OH）_6OxCl_（3-x）（x = 0，1/3）.从基于中子衍射数据的结构改进，我们澄清了Y3Cu9（OH）18OCl 8（x = 1/3）化合物的结构，并提供了一个修订的化学式。我们利用μ子自旋弛豫作为磁性的局域探针，研究了这两种化合物的奇异低温性质。在协议的低温中子衍射数据，我们没有发现在这两种材料的长程有序的证据，但他们表现出不同的基态：而无序的静态磁性的发展在x = 0的化合物，我们得出结论的稳定性的量子自旋液体在x = 1/3的，因为当地的领域仍然完全动态的。我们的研究结果是在对比以往的报告的基础上，仅进行药物测量。然后，我们讨论它们的起源的结构细节和比热测量的基础上。特别是，x = 1/3的化合物似乎实现了原始的空间各向异性的戈薇模型。
2019-04-08 cond-mat.str-el
Freezing of the Lattice in the Kagome Lattice Heisenberg Antiferromagnet Zn-barlowite ZnCu$_3$(OD)$_6$FBr
用$^{79}$ Br核四极共振（NQR）方法研究了Kagome晶格Heisenberg反铁磁体Zn-barlowite中Cu-Cu超交换作用$J$ ~（$\simeq160$ ~K）的超慢晶格动力学。在50~K以下，晶格完全冻结，由于晶格畸变的增加，$^{79}$ Br NQR的线形变宽了一倍.此外，冻结的晶格在横向自旋回波衰减中表现出振荡分量，这是通过间接核自旋-自旋相互作用进行的核自旋配对的典型特征。这表明在低于$\sim30$ ~K时，一些Br位通过一对kagome Cu位形成结构二聚体，然后逐渐出现自旋单线态.我们的研究结果强调了微妙的结构扭曲在确定的性质的无序磁基态的戈薇晶格中发挥的重要作用。
2022-03-08 cond-mat.str-el
Spin Dynamics of the Spin-1/2 Kagome Lattice Antiferromagnet ZnCu_3(OH)_6Cl_2
我们对S=1/2 kagome晶格反铁磁体ZnCu_3（OH）_6Cl_2进行了热力学和中子散射测量。磁化率表明居里-外斯温度约为-300 K;然而，在50 mK以下没有观察到磁序。非弹性中子散射揭示了一个频谱的低能量自旋激发没有观察到的差距下降到0.1毫电子伏。低温比热遵循指数小于或等于1的幂律。这些结果表明，一个不寻常的自旋液体状态，基本上是无带隙激发实现在这个kagome晶格系统。
2007-04-02 cond-mat.str-el
Gapless ground state in the archetypal quantum kagome antiferromagnet ZnCu$_3$(OH)$_6$Cl$_2$
自旋液体是量子物质的奇异相，挑战了朗道的破环相变范式。尽管有很强的交换作用，自旋不会有序或冻结到零温度。虽然一维量子反铁磁体已经建立，但在量子涨落不那么剧烈的高维中，实现和理解这种状态代表了理论和实验上的主要问题。在这方面，最简单的最近邻海森堡反铁磁哈密顿量的高度挫折戈薇晶格已被证明是一个迷人的和鼓舞人心的模型。它的基态的确切性质仍然难以捉摸，自旋间隙的存在是区分各种自旋液体的首要问题。在这里，通过低温核磁共振（NMR）高品质单晶的对比实验，我们挑出kagome磁化率和相应的动力学在kagome原型，矿物herbertsmithite，ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$。我们坚定地得出结论，这种材料不窝藏任何自旋间隙，这恢复了收敛与最近的数值结果，促进一个无隙狄拉克自旋液体的海森堡kagome反铁磁体的基态。
2019-11-21 cond-mat.str-el
Comment on "Correlated impurities and intrinsic spin liquid physics in the kagome material Herbertsmithite" (T. H. Han et al., Phys. Rev. B 94, 060409(R) (2016))
最近，Han等人基于将杂质对其热力学性质的贡献与可果美晶格的贡献分开，对观察到的$\rm ZnCu_{3}(OH)_6Cl_2$赫氏硅钙石的行为进行了分析。作者开发了一个杂质模型来解释实验数据，并声称它与可果美层中存在的小自旋能隙是相容的。我们认为，他们提倡的模型是有问题的，与$\rm ZnCu_{3}(OH)_6Cl_2$的内在属性的观察和解释在最近的实验和理论研究相冲突。我们表明，在可果美层的间隙的存在本身并不是一个至关重要的，因为它不支配的热力学和运输性能的$\rm ZnCu_3(OH)_6Cl_2$。磁场中热输运的测量可以阐明$\rm ZnCu_{3}(OH)_6Cl_2$自旋液体物理的量子临界特性。
2016-09-18 cond-mat.str-el
Magnetic ground states in kagome YCu$_3$(OH)$_6$[(Cl$_x$Br$_{1-x}$)$_{3-y}$(OH)$_{y}$]
研究了kagome系统YCu$_3$(OH)$_6$[(Cl$_x$Br$_{1-x}$)$_{3-y}$(OH)$_{y}$]的磁性基态，发现交替键六边形超过约2/3时出现量子自旋液体，表明无序结构是其基本构件，且该基态超越Heisenberg模型框架。
2024-08-29 cond-mat.str-el
NMR evidence of spinon localization in kagome antiferromagnet YCu$_3$(OH)$_6$Br$_2$[Br$_{1-x}$(OH)$_x$]
该研究通过核磁共振实验发现kagome反铁磁体YCu$_3$(OH)$_6$Br$_2$[Br$_{1-x}$(OH)$_x$]中自旋子因杂质引起的符号涨落而局域化，形成近零能量平带，解释了低温下的异常激发行为。
2024-02-08 cond-mat.str-el
Variational study of the ground state and spin dynamics of the spin-$\frac{1}{2}$ Kagome antiferromagnetic Heisenberg model and its implication on Hebertsmithite ZnCu$_{3}$(OH)$_{6}$Cl$_{2}$
我们发现自旋- $\frac{1}{2}$ Kagome反铁磁海森堡模型（自旋- $\frac{1}{2}$ KAFH）的最佳RVB态是由一个$Z_{2}$带隙的平均场模型描述的，它的平均场自旋子色散与广泛研究的$U(1)$ Dirac自旋液体态的平均场自旋子色散非常不同.然而，我们发现，从Gutzwiller投影RPA（GRPA）理论计算的物理自旋涨落谱以上这样的RVB状态实际上是无隙的，几乎是相同的$U(1)$狄拉克自旋液体状态。我们发现，这种特殊的行为可以归因于Kagome晶格上独特的平带物理，它使得平均场与RVB态之间的映射是非内射的。我们发现自旋- $\frac{1}{2}$ KAFH的自旋涨落谱并非毫无特征，而是在$\mathbf{M}$点附近的$0.25J$附近有一个显著的谱峰，该谱峰位于延伸到$2.7J$的宽连续谱中.基于这些结果，我们认为，低于2毫电子伏的谱峰的非弹性中子散射（INS）谱的Hebertsmithite ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$，这已归因于贡献的Cu $^{2+}$杂质自旋占据Zn $^{2+}$网站，而应被理解为本征贡献的可果美层。我们建议验证这样的图片，通过测量的骑士位移的Cu网站，而不是O网站，这是几乎盲目的自旋波动在$\mathbf{M}$点作为一个结果的强反铁磁相关最近的相邻自旋之间的可果美晶格。
2020-09-08 cond-mat.str-el
Strong magnetic frustration in Y$_{3}$Cu$_{9}$(OH)$_{19}$Cl$_{8}$: a distorted kagome antiferromagnet
本文报道了$_{3}$ CuPDMATHABMN（OH）$_{19}$ Cl $_{8}$的晶体结构和磁性。在水热条件下生长Y $_{3}$ Cu $_{9}$（OH）$_{19}$ Cl $_{8}$的单晶。其结构由单晶X射线衍射确定，并由中子粉末衍射证实。所观察到的结构揭示了两个不同的Cu-位置，导致与密切相关的YCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{3}$相反的轻微变形的kagome层。居里-外斯行为在高温下的外斯温度$θ_{W}$的数量级的$-100$ K，显示出一个大的占主导地位的反铁磁耦合的kagome平面内。单晶比热和磁化强度的测量揭示了一个反铁磁转变T $_{N}=2.2$ K表示一个明显的挫折参数$θ_{W}/T_{N}\approx50$。粉末样品和单晶的光学透射实验证实了结构的发现。比热测量YCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{3}$下降到0.4 K证实了该系统的量子自旋液体状态。因此，这两个Y-Cu-OH-Cl化合物提出了一个独特的设置，以研究密切相关的结构与自旋液体状态和强烈受挫的AFM有序状态，通过稍微释放的挫折在一个kagome晶格。
2017-02-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Infrared phonons as a probe of a spin-liquid states in herbertsmithite ZnCu3(OH)6Cl2
本文报道了一种单结晶铁碳镁石在平行和垂直于铜原子可果美面两种偏振方向上的红外反射光谱随温度的变化关系。我们观察到的异常加宽的低频声子可能引起的奇异的动态磁序的自旋液体的波动。
2017-01-23 cond-mat.str-el
Variational Monte Carlo Study of the 1/9 Magnetization Plateau in Kagome Antiferromagnets
本研究受相关实验启发，用变分蒙特卡洛方法研究kagome晶格反铁磁海森堡模型的磁场相变，发现1/9磁化平台对应手征$\boldsymbol{\rm Z}_3$拓扑量子自旋液体，阐明了其物理性质。
2024-07-30 cond-mat.str-el
Heat Transport in Herbertsmithite: Can a Quantum Spin Liquid Survive Disorder?
可以说，自旋进入长期寻求的量子自旋液体（QSL）状态的最有利的情况是当它们位于可果美晶格上时。关于这个有希望的平台的真正基态，在理论上还没有达成共识。实验工作主要依赖于一种原型材料ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$，也导致了多种可能性。除了哈密顿量中微妙的相互作用外，在大多数实验探测器都难以找到的真实材料ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$中，还有与无序相关的额外复杂程度。在这里，我们求助于热传输测量，一个更干净的探针，而不是直接贡献，无序只影响来自戈薇自旋的信号。对于ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$和相关的QSL候选物Cu $_3$ Zn（OH）$_6$ FBr，我们没有观察到任何自旋激发或任何场诱导变化对热导率的贡献。这些结果对这两种kagome化合物的基态的各种情况施加了不同的约束：虽然有隙的QSL，或某些量子顺磁态以外的QSL，是与我们的结果兼容，无隙的QSL必须显着修改的无序，使无隙的自旋激发局域化。
2021-05-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermodynamic Properties of the Quantum Spin Liquid Candidate ZnCu$_{3}$(OH)$_{6}$Cl$_{2}$ in High Magnetic Fields
我们报告的比热和磁化强度的单晶样品的自旋1/2 kagome化合物ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$（herbertsmithite），一个有前途的量子自旋液体的候选人，在高磁场和低温下的测量。在$T$ = 0.4 K时，磁化强度达到$μ_{0}H$ = 55 T，表明在高于$\sim10$ T的磁场中弱相互作用杂质磁矩达到饱和。在高达18 T的磁场中，测量比热低至$T < 0.4$ K，揭示了$T$ -线性和$T$ -平方贡献。的$T$线性贡献是令人惊讶的大，并表明在大的应用领域的无隙激发的存在。这些结果进一步突出了不寻常的激发光谱的自旋液体基态的herbertsmithite。
2014-02-11 cond-mat.str-el
The symmetry of the spin Hamiltonian in herbertsmithite, a spin-1/2 kagomé lattice
本文对ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$取向粉末沿取向场和垂直于取向场的磁化强度进行了测量。我们发现两个方向的磁化强度有很大的不同。它在低测量场$H$或高温下最大。我们表明，在高温下的差异必须出现伊辛交换各向异性。这使我们能够解释μ子自旋旋转数据在$T\to 0$在一个异国情调的铁磁基态。
2009-04-21 cond-mat.str-el
Nature of the 1/3 Magnetization Plateau in Spin-1/2 Kagome Antiferromagnets
本文通过变分蒙特卡罗和精确对角化研究自旋-1/2笼目反铁磁海森堡模型，识别出三个简并的√3×√3价键固体态，证明其具有分数自旋矩和零拓扑纠缠熵，为实验中观测到的1/3磁化平台提供了理论解释。
2025-04-25 cond-mat.str-el
Magnetic ordering of the distorted kagome antiferromagnet Y$_3$Cu$_9$(OH)$_{18}$[Cl$_8$(OH)] prepared via optimal synthesis
高纯度Kagome晶格反铁磁体（KAFM）的实验研究对于更好地理解KAFM模型中神秘的量子自旋液体基态具有重要意义。然而，这个模型的实现很少能逃避磁有序在低温下，由于各种扰动其占主导地位的各向同性交换相互作用。这种情况例如由于YCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_3$中相当大的Dzyaloshinskiii-Moriya磁各向异性而遇到，其通过其完美的晶体结构而从其它KAFM材料中脱颖而出。我们发现磁有序的证据也在扭曲的兄弟化合物Y $_3$ Cu $_9$（OH）$_{18}$ [Cl $_8$（OH）]，这是最近提出的功能自旋液体基态所产生的空间各向异性kagome晶格。我们的研究结果是基于体磁化率，比热，和磁矩的测量，揭示了$T_N=11$ ~K的Néel转变温度在这种材料中，这可能具有共存的磁性秩序和持久的自旋动力学之前发现的YCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_3$。与先前对含有杂质夹杂物的单晶和粉末的研究相反，我们使用通过优化的水热合成路线生长的Y $_3$ Cu $_9$（OH）$_{18}$ [Cl $_8$（OH）]的高纯度单晶，以最大限度地减少此类夹杂物。因此，这项研究表明，在所研究的化合物的较低纯度的样品中缺乏磁有序不是源于自旋晶格的对称性降低，而是外在的起源。
2021-05-20 cond-mat.str-el
Lattice dynamics in the spin-1/2 frustrated kagome compound herbertsmithite
我们通过红外光谱测量和从头算密度泛函理论计算相结合的方法研究了自旋为1/2的受抑可果美化合物Herbertsmithite ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$的晶格动力学，并提供了一个明确的归属红外激活晶格振动涉及面内和面外原子位移的可果美层.在冷却时，非热红移和加宽出现具体的模式，变形的可果美层或影响的Cu-O-Cu键角，从而产生显着的修改的反铁磁交换耦合。我们的结果表明，存在一个强的磁弹性耦合的自旋系统。我们讨论了这种耦合的影响和它的关系，最近的实验报告的全球对称性减少的戈薇晶格对称性。
2020-02-10 cond-mat.str-el
$5/9-$Magnetization Plateau and Spin Supersolidity in YCu$_3$(OD)$_{7-x}$Br$_{2+x}$ under Magnetic Fields up to 120~T
Anhui Key Laboratory of Low-Energy Quantum Materials and Devices, High Magnetic Field Laboratory, Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院）
通过高精度磁化测量揭示了YCu$_3$(OD)$_{7-x}$Br$_{2+x}$在120T磁场下的5/9分数磁化平台，利用张量网络计算确定了具有三个空间各向异性Heisenberg耦合的自旋哈密顿量，解释了不同组成下5/9平台的演变，并提出了在1/3和5/9平台之间出现的自旋超固态。
2026-05-18 cond-mat.str-el
Crystal chemistry criteria of the existence of spin liquids on the kagome lattice
计算和分析了25个具有前景的自旋液体--揭示了这些化合物的结构与磁性之间的主要相关性。已经证明，在所有的AFM可果美铜氧化物，包括herbertsmithite，存在的交换相互作用和反对称各向异性交换（Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用）之间的竞争，磁性离子不连接到可果美晶格中的反转中心。这种竞争在所有的可果美原子力显微镜中得到加强，除了赫氏石，通过第三种长度J3磁耦合（沿着三角形边缘的线性链中的强J3（J12）次近邻耦合和沿着六边形对角线的非常弱的FM或AFM J3（Jd）耦合）的各向异性（对偶性）。上述耦合在晶体学上是相同的，但分为两种不同强度的磁相互作用。J3耦合对偶的存在源于kagome格的结构本身。只有双J3耦合与各向异性DM相互作用的组合贡献才能够抑制kagome AFM的挫折。已经证明，在赫伯罗特中消除这种二元性的可能性，使其成为自旋液体，构成了戈薇系统中罕见的幸运事件。三个晶体化学标准的自旋液体的存在下的kagome晶格已被确定：第一，存在的挫折kagome晶格与强占主导地位的反铁磁最近邻J1耦合只相互竞争的小三角形;第二，这些挫折kagome晶格的磁隔离;和第三，不存在的对偶性的第三个长度J3磁耦合。
2021-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Valence Bond Glass Phase in the Diluted Kagome Antiferromagnets
本文提出了Kagome格点海森堡模型价键晶相中的位稀释理论。空位点的存在导致穿过杂质的强单线键。它还产生了一个自由自旋，在单位晶胞内离域。淬灭杂质的有限浓度导致价键玻璃相。这个阶段有短程价键顺序，没有自旋间隙，大自旋磁化率，线性比热由于两个级别的系统，以及单重态和三重态激发分解成扭结反扭结对离域在几个晶格常数。它提供了一个框架的热力学，中子和拉曼测量的综合理解的Herbertsmithite材料ZnCu 3（OH）6Cl 2，包括最近报道的H/T和Ω/T缩放。
2010-02-27 cond-mat.str-el
Kagome quantum spin systems in the atacamite family
我们提出了水热合成，以及单晶体的结构和化学分析的化合物EuCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{3}$，Zn $_{x}$ Cu $_{4-x}$（OH）$_{6}$（NO $_{3}$）$_{2}$和haydeeite，MgCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{2}$都来自atacamite家庭。对这些系统进行了低至1.8 K的磁性和比热测量。EuCu $_{3}$（OH）$_{6}$ Cl $_{3}$具有在15 K下有序的受抑反铁磁Cu $^{2+}$基态、强各向异性和来自Van Vleck顺磁Eu $^{3+}$贡献的增加的磁化。ZnCu $_{3}$（OH）$_{6}$（NO $_{3}$）$_{2}$在9 K时显示出反铁磁有序，而对钙钛矿单晶的测量证实了在4.2 K时的铁磁有序，易磁化轴在可果梅平面内。这些结果证明，氯铜矿家族提出了一个广泛的一类材料与有趣的磁基态。
2018-10-22 cond-mat.str-el
Topological Thermal Hall Effect in Frustrated Kagomé Antiferromagnets
在阻挫磁体中，由自旋轨道耦合引起的Dzyaloshinsky-Moriya相互作用可以诱导磁长程有序。在这里，我们报告了一个理论预测的热霍尔效应阻挫kagomé磁体，如KCr $_3$（OH）$_6$（SO 4）$_2$和KFe $_3$（OH）$_{6}$（SO $_{4}$）$_2$。这些材料中的热霍尔效应是由标量自旋手性引起的，而不是以前研究中的自旋手性。标量自旋手征源于非共面自旋织构引起的磁场诱导手征自旋组态，但一般情况下，手征自旋手征可以自发地发展为量子自旋液体中的宏观序参量.因此，我们推断，有一种热霍尔效应的可能性阻挫kagomé磁铁，如herbertsmithite ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$和铬化合物Ca $_{10}$ Cr $_7$ O $_{28}$，虽然它们也显示出磁序在磁场或压力的存在下。
2017-01-16 cond-mat.str-el
Magnetization Plateau Observed by Ultra-High Field Faraday Rotation in a Kagomé Antiferromagnet Herbertsmithite
为了研究ZnCu 3（OH）6Cl 2的强场磁化过程，在高达190 T的磁场中对单晶进行了法拉第旋转（FR）测量.从FR角评估的磁化数据在低温下表现出150 T以上的饱和行为，这归因于1/3磁化平台。基于最近邻海森堡模型的理论模型再现了磁化过程的整体行为。这表明在基态下，赫氏石是一种近似的可果美反铁磁体，拥有一种理想的量子自旋液体。一个显着的特点是超线性磁化强度的增加，这是在对比的布里渊函数型增加通过常规的磁化强度测量观察到的，并表示从位于Zn网站的FR信号的自由自旋的贡献减少。
2020-09-26 cond-mat.str-el
Universal scaling of the specific heat in $S=1/2$ quantum kagome antiferromagnet herbertsmithite
尽管进行了大量的研究，自旋为1/2的kagome海森堡反铁磁体中实现的量子自旋液体态在很大程度上仍然是难以捉摸的。在赫氏矿ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$（完美可果美晶格上的量子自旋液体候选物）中，由于其晶体结构内存在层间Cu/Zn反位无序，精确表征可果美层的本征物理性质是极其具有挑战性的。本文对磁场中的单矿物的比热和热导率进行了高分辨率的测量。我们的研究结果突出了由可果美层作为$T/H$（温度/磁场）的函数所产生的内禀磁比热贡献的出色的标度崩溃。此外，在零和施加的磁场中没有观察到热导率$κ/T(T\rightarrow 0)$中的剩余线性项，这表明不存在巡回无间隙激励。这些结果提出了一个新的图像的量子自旋液体状态的可果美层的赫氏硅钙石，其中本地化的孤儿自旋出现和相互作用与随机交换与非巡回量子自旋液体。
2021-06-14 cond-mat.str-el
Electron Doping a Kagome Spin Liquid
ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$是自旋液体的二维卡戈梅晶格实现，具有分数激发和带隙基态的证据。这种量子自旋液体被认为是高温超导的基础，并被预测会产生大量的新态，包括$1/3$ rd电子掺杂的狄拉克金属。本文报道了从$x$ = 0到$x$ = 1.8（$3/5$ th per Cu $^{2+}$）的电子掺杂ZnLi $_x$ Cu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$的拓扑化学合成。与预期相反，没有金属性或超导性诱导。相反，我们发现一个系统的抑制磁行为的相图。我们的研究结果表明，重要的理论工作需要理解和预测掺杂的作用，在磁阻窄带绝缘体，特别是局部结构无序和电子局域化的趋势之间的相互作用，并为未来的掺杂自旋液体的研究铺平了道路。
2016-10-14 cond-mat.str-el
Holon Wigner Crystal in a Lightly Doped Kagome Quantum Spin Liquid
我们解决了轻掺杂的自旋液体的问题，通过大规模的密度矩阵重整化群（DMRG）研究的$t$ - $J$模型上的一个小的，但非零浓度，$δ$，掺杂空穴的Kagome晶格。现在普遍认为，未掺杂的（$δ=0$）自旋1/2海森堡反铁磁体具有自旋液体基态。理论上，这种自旋液体的轻掺杂可以产生高温超导体或奇异拓扑费米液体金属（FL $^\ast$）。相反，我们推断掺杂空穴形成绝缘电荷密度波态，每个单元格有一个掺杂空穴-即维格纳晶体（WC）。自旋关联仍然是短程的，就像在自旋液体母态中一样，我们由此推断，这种状态是无自旋的holon（WC $^\ast$）晶体，而不是空穴晶体。我们的研究结果可能与可果美晶格Herbertsmithite $\rm ZnCu_3(OH)_6Cl_2$掺杂有关。
2017-03-17 cond-mat.str-el
Fractionalized excitations in the spin liquid state of a kagomé lattice antiferromagnet
磁性材料中可能会出现新的物理学，其中量子涨落由于维度的降低和强烈的挫败而增强。一个长期寻找的例子是共振价键（RVB）状态，其中原子磁矩是强相关的，但即使在T -> 0的极限下也不会有序或冻结。RVB的基态不破坏传统的对称性，如晶格平移或自旋旋转。这种量子自旋液体在二维空间中的实现将代表一种新的物质状态。人们认为自旋液体物理在高温超导现象中起着重要的作用，自旋液体状态的拓扑性质可能在量子信息领域中有应用。我们提出了自旋1/2 kagomé晶格反铁磁体ZnCu 3（OD）6Cl 2（也称为herbertsmithite）的单晶样品的自旋激发的中子散射测量。我们在二维磁体中观察到的自旋连续体是第一个引人注目的。这些结果可以作为赫氏体中量子自旋液体状态的关键指纹。
2013-07-18 cond-mat.str-el
Coexistence of magnetic order and persistent spin dynamics in a quantum kagome antiferromagnet with no intersite mixing
最近出现的关于受抑晶格的关键问题之一是无序在诱导自旋液体性质中的作用。在这种情况下，量子kagome反铁磁体YCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_3$，这是最近报道的第一个几何完美实现的kagome晶格与可忽略的磁性/非磁性intersite混合和可能的量子自旋液体基态，是特别感兴趣的。然而，与以前的approxitures相反，在这里，我们显示了明确的证据，在这种化合物的体磁有序低于$T_N=15$ \，K相结合的体磁化强度和热容测量，和本地探针μ子自旋弛豫测量。这种材料中的磁有序在几个方面是相当非常规的。首先，有序态与顺磁态共存的交叉区向下延伸到$T_N/3$，其次，波动交叉区远低于$T_N$。此外，在低至$T/T_N=1/300$的温度下观察到的$T_N$的磁熵释放减少和持续的自旋动力学可能是相关自旋环的紧急激发的标志，或者是每个磁矩分裂成有序和波动部分的标志。
2019-07-01 cond-mat.str-el
Evidence for a Parity Broken Monoclinic Ground State in the S = 1/2 Kagomé Antiferromagnet Herbertsmithite
在理想Kagomé晶格上，S = 1/2的最近邻自旋相互作用可以形成多种量子纠缠态，包括量子自旋液体和价键固体.在实际材料中，额外的微扰自旋相互作用的存在可能会进一步扩大纠缠态的种类，最近的理论分析表明，这些纠缠态可以通过特定离散点群对称性的自发丧失来识别。在这里，我们全面解决的基态点群对称性的原型Kagomé SL候选人ZnCu $_3$（OH）$_6$ Cl $_2$（Herbertsmithite）使用光学椭偏法和波长相关的多谐波光学偏振法相结合。我们发现了一个微妙的宇称打破单斜结构扭曲的温度高于最近邻交换能标度。令人惊讶的是，宇称破缺的序参量在冷却后显著增强，并密切跟踪最近邻自旋相关的建立，这表明它在能量上受到SL状态的青睐。改进的低温对称群大大限制了可行的基态的数量，并且在微扰极限下，指向形成一个$Z_2$条纹SL基态-一个SL类似物的液晶。
2019-10-30 cond-mat.str-el
Single crystal growth of Cu4(OH)6BrF and universal behavior in quantum spin liquid candidates synthetic barlowite and herbertsmithite
合成的巴洛石Cu 4（OH）6 BrF是一种新型的量子自旋液体（QSL）主体，含有由层间Cu 2+离子分隔的S=1/2的可果美层。类似于合成的赫氏矿物ZnCu 3（OH）6Cl 2，已经报道了Zn 2+取代层间Cu 2+诱导QSL基态。在这里，我们报告了一个可扩展的合成单晶Cu 4（OH）6 BrF。通过X射线、中子和电子衍射测量，结合魔角旋转19 F和1H NMR光谱，我们解决了先前报道的层间Cu 2+离子的位置无序，并发现该结构在正交空间群Cmcm中得到最好的描述，晶格参数a = 6.665（13）A，b = 11.521（2）A，c = 9.256（18）A和层间Cu ~（2+）离子的有序排列。O-H和F-H伸缩振动频率的红外光谱测量表明，Zn ~（2+）取代Cu ~（2+）后仍保持正交对称性。比热和磁化率测量的Zn取代的巴洛石，ZnxCu 4-x（OH）6 BrF，揭示了惊人的相似性的行为ZnxCu 4-x（OH）6Cl 2。这些相似之处意味着即使在存在小的对称性破缺扭曲的情况下，铜戈薇晶格的普遍行为。因此，合成的巴洛石证明了合成的Cu 2 + kagome矿物的物理学的普遍性，并进一步发展真正的QSL状态。
2018-01-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Disorder-induced spin-cluster magnetism in a doped kagome spin liquid candidate
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Naval Research Laboratory（海军研究实验室）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究发现掺杂kagome反铁磁体候选材料中，杂质诱导的自旋团磁性现象，通过理论模型解释了自旋团的弱铁磁偏转行为及短程有序的稳定机制。
2026-02-24 cond-mat.str-el
Non-Analytic Magnetic Response and Intrinsic Ferromagnetic Clusters in a Dirac Spin Liquid Candidate
研究在Kagome候选材料YCOB-Cl中发现M/B随|B|线性变化的非解析磁响应，并通过铁磁团簇模型解释磁化率异常，调和其与Dirac QSL热容行为的矛盾。
2024-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
