自旋链化合物 Cu(py)$_2$Br$_2$ 中的各向异性磁相互作用与自旋动力学：实验与理论研究

我们将海森堡 - 伊辛（Heisenberg-Ising）哈密顿量的电子自旋共振（ESR）性质理论结果与准一维磁体 Cu(py)$_2$Br$_2$（CPB）的 ESR 实验进行了比较。我们的测量在宽频带和宽温区进行，深入了解了该化合物的自旋动力学、自旋结构和磁各向异性。通过分析室温下 ESR 参数（共振位移和线宽）的角度依赖性，我们表明化合物内部两种弱耦合的不等价自旋链类型可由海森堡 - 伊辛链很好地描述，其磁各向异性轴垂直于链方向且彼此几乎垂直。我们进一步从这些数据确定了完整的 $g$ 张量。此外，高温下线宽的角度依赖性使我们能够获取各向同性海森堡链动力学关联函数代数衰减的指数。从静态磁化率的温度依赖性中，我们提取了交换耦合强度（$J/k_B = 52.0\,\text{K}$）和模型哈密顿量的各向异性参数（$\delta\approx -0.02$）。通过比较低温度下共振位移的精确预测与 $4\,\text{K}$ 下记录的高频 ESR 数据，获得了 $\delta$ 的一个独立相容值。由两个（几乎）垂直的各向异性轴暗示的有序态自旋结构与中子散射实验确定的传播矢量一致。除了未掺杂样品外，我们还研究了 Br 被 Cl 离子部分取代对自旋动力学的影响。从 ESR 线宽对掺杂水平的依赖性推断出，在这些系统中各向异性分量 $J\delta$ 与各向同性交换 $J$ 发生了有效解耦。