Ordre magnétique statique avec de fortes fluctuations quantiques dans le magnétisme en nid d'abeille Na2Co2TeO6

Les interactions de Kitaev, résultant de l'interaction entre la frustration et l'anisotropie des liaisons, peuvent conduire à de fortes fluctuations quantiques et, dans un cas idéal, à un état de liquide quantique en spin. Cependant, dans de nombreux matériaux non idéaux, des interactions non-Kitaev spurieuses promeuvent généralement un ordre antiferromagnétique en zigzag dans les composés de métaux de transition à orbitale d. Ici, en combinant la diffusion de neutrons avec des techniques de rotation et de relaxation du spin de muons, nous fournissons des aperçus sur le mécanisme des propriétés exotiques de Na2Co2TeO6, un matériau candidat du modèle de Kitaev. En dessous de TN, le taux de relaxation du spin de muons en champ nul devient presque constant (~0,45 μs−1). Nous attribuons ce taux de relaxation indépendant de la température aux fortes fluctuations quantiques, ainsi qu'aux interactions de Kitaev frustrées. À mesure que le champ magnétique augmente, les données de diffusion de neutrons indiquent une excitation de vague de spin plus large au point K. Par conséquent, les fluctuations quantiques semblent non seulement robustes mais sont même renforcées par le champ magnétique appliqué. Nos résultats fournissent des indices précieux pour comprendre le début de l'état de liquide quantique en spin dans les matériaux de Kitaev. Na2Co2TeO6 est un candidat au liquide quantique en spin de Kitaev, mais la nature de son état fondamental reste controversée, car des interactions d'échange non-Kitaev spurieuses promeuvent l'ordre magnétique. Ici, les expériences de diffusion de neutrons et de rotation du spin de muons indiquent la présence de fortes fluctuations quantiques dans l'état fondamental, donnant lieu à un ordre antiferromagnétique en zigzag à multi-domaines.