量子自旋液体QSL是一种具有有序拓扑结构的物质状态，这种拓扑结构导致材料能够表现多种奇异的“分数激发”（fractionalized excitations）现象，产生这种量子自旋液体的一种方法是在具有强键合相互依赖作用的六方晶格中实现。人们发现了一系列Ru-或Ir-基潜在的Kitaev量子自旋液体材料，但是这些材料都不曾具有Kitaev相互作用。

有鉴于此，约翰斯·霍普金斯大学N. P. Armitage等报道通过时间分辨太赫兹光谱表征技术，发现在潜在的理想Kitaev量子自旋液体材料的六方相Co-基磁体BaCo₂(AsO₄)₂中，观测发现其在较宽的温度区间和变化的磁场中表现磁连续性。

本文要点

（1）

当使用~0.5 T的面内磁场，能够抑制磁序；当施加更高的磁场，导致形成自旋极化态。当朝着面外方向施加4 T的磁场，观测发现广阔的磁连续性，这种现象与磁场引发的量子自旋液体一致。

通过表征和测试结果，说明BaCo₂(AsO₄)₂是一种具有前景的量子自旋液体材料。

（2）

由于仅仅施加较小的~0.5 T面内磁场就能够抑制磁序，因此说明非常小的non-Kitaev成分，当施加面外磁场时观测发现较宽的磁连续变化区间，说明磁场诱导产生的自旋量子液体态。

虽然目前观测发现与量子自旋液体相符的现象，但是仍无法很好的观测化学键导致的Kitaev交换现象。需要考察三角形畸变效应，因为较大的畸变将导致轨道自由度的简并。此外，作者无法排除三级近邻相互作用的影响。虽然存在以上问题，但是这项工作仍能够激发人们对Co²⁺ Kitaev量子自旋液体材料的进一步深入研究工作，并且展示了中子散射等表征技术在量子自旋液体研究中的帮助。

参考文献

Zhang, X., Xu, Y., Halloran, T. et al. A magnetic continuum in the cobalt-based honeycomb magnet BaCo₂(AsO₄)₂. Nat. Mater. (2022)

DOI: 10.1038/s41563-022-01403-1

https://www.nature.com/articles/s41563-022-01403-1