在自旋为1的蜂窝状磁体中，由磁场诱导的一系列量子自旋态

《Nature Communications》：Cascade of magnetic-field-induced quantum spin states in a spin-1 honeycomb magnet

　　

摘要

量子涨落赋予自旋系统丰富的磁相图。在受挫磁体中，由于几何不兼容性或竞争性交换相互作用的作用，强烈的量子涨落会稳定一系列非传统的物质相。我们发现蜂窝状反铁磁体Na₃Ni₂BiO₆在其场诱导的三分之一磁化平台内外都存在多种量子相。对热力学量的全面测量表明，这个三分之一的磁化平台至少包含三种具有几乎相同净磁化的自旋态，它们通过一级相变分隔开，这些相变可能涉及自旋的顺序重配置。随着磁场的进一步增加，系统会经历许多特殊的相变，最终达到完全极化状态；这些中间相具有大量的低能激发，表现为在超低温下比热异常上升——这可能暗示了“隐藏”的有序基态的存在。Na₃Ni₂BiO₆复杂的磁相图凸显了量子涨落在具有强交换受挫的蜂窝状自旋晶格中的主导作用。