（通讯员 赵玉倩）9月25日，《自然･通讯》（Nature Communications）在线刊发了国家脉冲强磁场中心李岳生教授团队题目为“Itinerant and topological excitations in a honeycomb spiral spin liquid candidate”的研究论文。我校为论文第一完成单位，中心2024级博士生赵玉倩与中国科学院大学博士后姚旭平为共同第一作者，李岳生教授为论文通讯作者，中心博士生陈迅、万宗棠和硕士生马兆华参与相关实验工作，重庆大学洪晓晨教授参与工作。

螺旋自旋液体是指在自旋阻挫的驱动下体系涨落于大量简并螺旋基态之间，其基态波矢在倒空间中形成连续的轮廓或表面。这些螺旋基态伴随有奇异的拓扑自旋激发，如自旋涡旋和动量涡旋，并在自旋电子学、拓扑保护的量子计算以及分形规范理论等领域具有潜在应用。然而，螺旋自旋液体的输运和拓扑性质仍缺乏实验探索。

前期研究中，李岳生团队报道了自旋7/2阻挫蜂窝反铁磁体材料GdZnPO，证明其是研究二维易面阻挫蜂窝晶格自旋模型的理想平台。实验表明，该体系的第二近邻反铁磁耦合占主导地位，J2/|J1|~1.5，从而在K{1/3,1/3}点附近形成具有基态简并的螺旋自旋液体轮廓 [PRL 133, 236704 (2024)]。螺旋自旋液体模型可以很好地解释在临界场（约12T）以下观测到巨大的磁比热以及临界场附近的巨大的低温磁热效应 [Adv. Sci. e10086 (2025)]，表明其具有极高态密度的低能自旋激发。此外，高质量且无结构无序的GdZnPO单晶为良好的绝缘体，为实验研究二维螺旋自旋液体的热输运和拓扑性质提供了理想平台。

GdZnPO的极低温热导率和比热

此次研究中，该团队对高质量、强绝缘的GdZnPO单晶进行了全面的热输运测量。实验表明，在低温极限下观察到了异常巨大的低温热导率，GdZnPO螺旋自旋液体中的低能自旋激发不仅具有高态密度，还具有强巡游性。此外，观测到的热霍尔效应进一步说明低能自旋激发还极可能具有拓扑性。该项工作为研究螺旋自旋液体材料GdZnPO中低能自旋激发的巡游和拓扑性质提供了重要实验证据。

该项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-63620-x