CuNCN 中的隐藏磁有序

我们报道了对准一维量子磁体 CuNCN 的综合实验与理论研究。基于室温以上的磁化率测量，以及缪子自旋旋转和电子自旋共振测量，我们明确确立了基于局域 Cu$^{2+}$的磁性以及约 70 K 处的磁相变，这两点在以往文献中曾存在争议。热力学数据符合均匀自旋链模型，其最近邻链内耦合约为 2300 K，这与基于密度泛函理论能带结构计算的微观磁模型惊人地一致。利用精确对角化和耦合簇方法，我们推导出一种共线反铁磁有序，其有序磁矩显著降低至约 0.4 $\mu_B$，表明该准一维自旋系统固有的强量子涨落。我们重新分析了现有的中子散射数据，结论认为这些数据不足以解析或证伪 CuNCN 中的磁有序。相比之下，光谱技术确实显示了 70 K 以下长程磁有序的特征，但注入缪子探测到的内场分布相当宽泛。我们探讨了这种效应可能的结构起源，并强调了利用同步辐射粉末 X 射线衍射所研究的微观结构的独特特征。