Magnetoelastic coupling in the spin-dimer system TlCuCl

スピンダイマー系TlCuClにおけるスピン-格子相関

Johannsen, N.*; Vasiliev, A.*; 大沢 明; 田中 秀数*; Lorenz, T.*

Johannsen, N.*; Vasiliev, A.*; Osawa, Akira; Tanaka, Hidekazu*; Lorenz, T.*

磁場誘起相転移を示すTlCuClにおいて高分解能熱膨張及び磁歪測定を行った。その結果、格子変形が顕著な温度及び磁場依存性を示すことを観測した。これはこの系においてスピン-格子相関が重要であることを示唆している。また、相境界が圧力に対して極めて敏感であることがわかった。これらの結果は一軸圧に対するダイマー内相互作用の変化によるものだと思われる。ダイマー間相互作用に関しては、圧力によって基本的には変化しないが、TlをKに置換すると劇的に変化する。

We present high-resolution measurements of the thermal expansion and the magnetostriction of TlCuCl which shows field-induced antiferromagnetic order. We find pronounced anomalies in the field and temperature dependence of different directions of the lattice signaling a large magnetoelastic coupling. The phase boundary is extremely sensitive to pressure, e.g. the transition field would change by about 185%/GPa under uniaxial pressure applied along certain directions. This drastic effect can unambiguously be traced back to changes of the intradimer coupling under uniaxial pressure. The interdimer couplings remain essentially unchanged under pressure, but strongly change when Tl is replaced by K.