Birchite CdCu(PO)SO 5HO as a model antiferromagnetic spin-1/2 Heisenberg - chain
= 1/2ハイゼンベルクスピン-反強磁性鎖モデル物質birchite CdCu(PO)SO 5HO
藤原 理賀 ; Jeschke, H. O.*; 森田 克洋*; 桑井 智彦*; 幸田 章宏*; 岡部 博孝*; 松尾 晶*; 金道 浩一*; 満田 節生*
Fujihara, Masayoshi; Jeschke, H. O.*; Morita, Katsuhiro*; Kuwai, Tomohiko*; Koda, Akihiro*; Okabe, Hirotaka*; Matsuo, Akira*; Kindo, Koichi*; Mitsuda, Setsuo*
= 1/2ハイゼンベルグ-反強磁性鎖は、エキゾチックなスピン状態の発現が予想されており、広く研究されている。この論文では、birchiteと呼ばれる銅鉱物、化学式CdCu(PO)SO5HOの磁気挙動とその有効スピンモデルについて報告する。帯磁率,磁化,比熱,SR測定による実験的研究から、0.4Kまで長距離秩序を示さないことがわかった。理論研究から、birchiteは-反強磁性鎖のモデル化合物であり、鎖内相互作用、は反強磁性的で、その大きさは鎖間相互作用の約100倍であることがわかった。の大きさはの大きさの23倍であるため、スピンギャップはの数%に過ぎないと予想される。比熱の温度依存性は約1Kでブロードなピーク( 0.036)を示し、スピンギャップの存在が示唆された。
= 1/2 Heisenberg - chain antiferromagnets have been investigated extensively due to their exotic magnetic states. Here, we report the magnetic behavior of birchite CdCu(PO)SO5HO and its effective spin model. Experimental studies by magnetic susceptibility, magnetization, heat capacity, and SR measurements indicate the absence of long-range order down to 0.4 K. Theoretical studies reveal that birchite is a model compound for the - antiferromagnetic chain: the intrachain interactions and are antiferromagnetic and their magnitude is about 100 times larger than the interchain interactions. The magnitude of is two to three times larger than that of , thus the spin gap is expected to be only a few percent of that of . The temperature dependence of the specific heat shows a broad peak at about 1 K ( 0.036 ), which suggests the presence of a spin gap.