Pressure-induced magnetic ordering in KCuCl

KCuClにおける圧力誘起磁気秩序

加倉井 和久; 長壁 豊隆  ; 後藤 健治*; 大沢 明*; 藤澤 真士*; 田中 秀数*

Kakurai, Kazuhisa; Osakabe, Toyotaka; Goto, Kenji*; Osawa, Akira*; Fujisawa, Masashi*; Tanaka, Hidekazu*

KCuCl及びTlCuClはそれぞれ31K及び7.7Kのギャップエネルギーを持つスピンシングレット基底状態系である。このスピンギャップの要因はCuClが形成する反強磁性ダイマーである。磁化の測定からそれぞれ8.8kbar及び0.42kbarの臨界磁場でこれらの系が圧力誘起磁気秩序を示すことが明らかにされた。今回、圧力下の中性子散乱実験によりこの圧力誘起磁気秩序構造を解明し、スピン-格子相関に起因すると思われる新規なスピン方向変移(spin reorientation)が観測されたので報告する。

KCuCl and TlCuCl are singlet ground state systems with excitation gap of 31K and 7.7K, respectively. The origin of the spin gap is the strong antiferromagnetic spin dimer of the chemical CuCl unit. These spin dimers are weakly coupled three dimensionally via non-frustrating inter dimer exchanges. The magnetization measurements under applied hydrostatic pressure show the existence of the magnetic order above certain critical pressure Pc=8.8 kbar and 0.42 kbar, respectively. We report on the elastic neutron scattering results of the pressure induced magnetic ordering in these quantum systems. The observed magnetic structures and the possible role of the spin-lattice coupling in the spin reorientation in TlCuCl3 under pressure will be discussed.