Disorder-induced spin-cluster magnetism in a doped kagome spin liquid candidate
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Le résumé fourni par la source
The search for new quantum spin liquid materials relies on systems with strong frustration such as spins on an ideal kagome lattice. However, lattice imperfections can have substantial effects which are as yet not well understood. In recent work, the two-dimensional kagome system YCu$_3$(OH)$_6$[(Cl$_x$Br$_{(1-x)}$)$_{3-y}$(OH)$_y$] has emerged as a leading candidate hosting a Dirac spin liquid which appears to survive at least for x<0.4, associated with alternating-bond hexagon (ABH) disorder. Here in magnetic samples with x=0.58, y=0.1 we report unusual in-plane ferromagnetic canting (FM) of the in-plane antiferromagnet (AFM), with an unusually wide regime of short-ranged order, and propose theoretical models to explain this behavior. First, we show that Kitaev type exchanges naturally arise on the kagome lattice to second order in the known Dzyaloshinskii-Moriya exchanges, and that these interactions can produce the unusual in-plane FM canting from antichiral AFM. Second, we propose a phenomenological model of weakly-FM-canted spin clusters to describe the short-ranged regime and analyze quantum fluctuations in an ABH toy model to show how ABH disorder can stabilize this regime. The combination of experimental observation and theory suggests that kagome-Kitaev interactions and ABH disorder are necessary for describing the magnetic fluctuations in this family of materials, with potential implications for the proposed proximate spin liquid phase.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Disorder-induced spin-cluster magnetism in a doped kagome spin liquid candidate
- Date Crossref
- 27/02/2026
- Éditeur
- American Physical Society (APS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Georgia Institute of Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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United States Naval Research Laboratory Materials Science and Technology Division pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeOrganisme public
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FZU ‒ Institute of Physics of the Academy of Sciences of the Czech Republic pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Virginia pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Songshan Lake Materials Laboratory pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Massachusetts Institute of Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Georgia Institute of Technology, Materials Science and Technology Division — United States Naval Research Laboratory et Chinese Academy of Sciences, avec 5 autres affiliations.
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