Birchite Cd
Cu
(PO
)
SO
5H
O 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 Cd
Cu
(PO
)
SO
5H
O
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Cd
Cu
(PO
)
SO
5H
O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2
3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 Cd
Cu
(PO
)
SO
5H
O 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.