Forschung: Frustrierter Quanten-Grundzustand widersteht chemischer Unordnung

Chemische Unordnung führt in der Regel zur Destabilisierung von Quanten-Spin-Flüssigkeiten, doch einige frustrierte Magnete sind gegen diesen Effekt resistent. Hier untersuchten die Autoren Ba₄Nb₀,₈Ir₃,₂O₁₂ (BNIO) und zeigen dabei einen ungeordneten Quanten-Grundzustand mit energetisch niedrigliegenden Anregungen in diesem Material. Die magnetische Frustration bleibt trotz chemischer Unordnung erhalten, was auf einen Mechanismus für unordnungsresistenten Quantenmagnetismus in 5d-Iridaten mit Dreiecksgitter hindeutet.

Die abgeschätzten Austauschkopplungen verifizieren diese Frustration und deuten auf ein empfindliches Gleichgewicht zwischen konkurrierenden Wechselwirkungen hin, welches wahrscheinlich zur Unterdrückung der magnetischen Ordnung beiträgt. Die Ergebnisse an BNIO legen nahe, dass symmetriegebundene Unordnung einen Weg zu frustriertem Quanten-Magnetismus in realen Materialien bieten kann.

O. K. Forslund, G. S. Thakur, S. Gayen, D. Das, Z. Guguchia, R. J. Scheuermann, E. Osmic, T. Gottschall, I. Skourski, J. Gronemann, T. Herrmannsdörfer, S. Samanta, A. Bandyopadhyay, D. T. Adroja, J. Wosnitza, S. K. Panda, S. Chattopadhyay,
Quantum disordered ground state resilient to chemical disorder in a triangular-lattice iridate,
Commun. Mater. 7, 166 (2026)