論文の概要: Finite Spinon Density-of-States in Triangular-Lattice Delafossite TlYbSe$_2$
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.05436v3
- Date: Fri, 12 Sep 2025 18:57:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-16 15:23:16.04368
- Title: Finite Spinon Density-of-States in Triangular-Lattice Delafossite TlYbSe$_2$
- Title（参考訳）: 三角格子デラフォサイトTlYbSe$_2$における有限スピノン状態密度
- Authors: Bishnu P. Belbase, Arjun Unnikrishnan, Shi Feng, Eun Sang Choi, Johannes Knolle, Arnab Banerjee,
- Abstract要約: 希土類デラフォスサイト化合物TlYbSe$-を導入し、三角格子磁石中の量子スピン液体の探索を拡張した。
熱容量の測定では、20mKまでの長距離の磁気秩序の兆候は見られず、量子的に非秩序な基底状態を示している。
その結果、TlYbSe$$の低温低磁場状態が、磁場可変な三角スピン液体の挙動の素候補として確立された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.737474570094059
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce the rare-earth delafossite compound TlYbSe$_2$ -- extending the search for quantum spin liquids in frustrated triangular lattice magnets. While the DC magnetisation suggests magnetic exchange interactions in the order of several Kelvin, the zero-field AC magnetisation and heat capacity measurements reveal no signs of long-range magnetic order down to 20 mK, indicating a quantum-disordered ground state. We observe a spin glass transition around ~30 mK at zero field, arguably originating from a small fraction of free spins -- with an associated entropy of <3 % of the total $R\ln2$, which is suppressed by an applied field of ~0.02 T. A broad anomaly in the heat capacity measurements between 2-5 K is indicative of short-range spin correlations. Below 350 mK, we observe a robust linear temperature dependence of the heat capacity, accompanied by the complete absence of long-range order at low fields. We propose that a phenomenological theory, based on the interplay between spinons and thermally excited gauge flux excitations, can account for the linear temperature dependence of the heat capacity, and could be widely applicable to similar critical quantum spin liquid candidate materials. The results establish the low-temperature, low-field regime of TlYbSe$_2$ as a prime candidate for field-tunable triangular quantum spin liquid behavior and highlight the importance of thermally excited gauge field excitations.
- Abstract（参考訳）: フラストレーションされた三角格子磁石中の量子スピン液体の探索を拡大する希土類デラフォサイト化合物TlYbSe$_2$を導入する。
直流磁化はケルビンの順序で磁気交換相互作用を示すが、ゼロ磁場交流磁化と熱容量測定では20mKまでの長距離磁化の兆候は示さず、量子的に非秩序な基底状態を示す。
2-5K間の熱容量測定における広範囲な異常は、短距離スピン相関の指標であり、総$R\ln2$の3 %のエントロピーを持つ、零フィールドで約30mKのスピンガラス転移を観測する。
350mK以下では,低磁場下での長距離秩序の完全欠如に伴う熱容量の線形温度依存性を観測した。
本研究では,スピノンと熱励起ゲージフラックス励起との相互作用に基づく現象論的理論が熱容量の線形温度依存性を考慮し,同様の臨界スピン液体候補材料に広く適用可能であることを提案する。
その結果、TlYbSe$_2$の低温低磁場状態が、電場調整可能な三角スピン液体の挙動の主候補として確立され、熱励起ゲージ場励起の重要性が強調された。
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